JPH0757649A - カラー受像管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 実質的に矩形状のフェースプレートの内面に
形成された蛍光体スクリーンに対向して、多数の電子ビ
ーム通過孔の形成された有効部10が垂直方向に複数個繋
がった分割マスクM1〜M5が水平方向に複数個並列配置さ
れてなるシャドウマスクが設置され、複数個の電子銃か
ら放出される電子ビームによりシャドウマスクを介して
蛍光体スクリーンを複数個の領域に分割して走査するカ
ラー受像管において、シャドウマスクをフォトエッチン
グにより同一マスク原版を用いて形成された分割マスク
で構成し、この分割マスクをシャドウマスクの面上にお
いて隣接分割マスクに対して１８０°回転して配置し
た。 【効果】 隣接領域間の画像の繋がり部分での画像の連
続性を損なわないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー受像管および
その製造方法に係り、特に実質的に矩形状のフェースプ
レートの内面に形成された蛍光体スクリーンに対向し
て、複数個の分割マスクからなるシャドウマスクが配置
されてなるカラー受像管およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年高品位放送あるいはこれにともなう
大画面をもつ高解像度受像管に対して種々の検討がなさ
れている。一般に受像管の高解像度化を達成するために
は、蛍光体スクリーン上の電子ビームのスポット径を小
さくしなければならない。

【０００３】これに対して、従来より電子銃の電極構造
の改良あるいは電子銃自体の大口径化、伸長化などが図
られてきたが、未だ十分な成果が得られていない。これ
は、大形管になるにしたがって、電子銃から蛍光体スク
リーンまでの距離が長くなり、電子レンズの倍率が大き
くなりすぎることが最大の原因である。したがって、高
解像度を実現するためには、電子銃から蛍光体スクリー
ンまでの距離（奥行き）を短縮することが重要である。
またこの場合、広角偏向にすると、画面中央と周辺との
倍率差の増大をまねく。そのため、広角偏向にすること
は、高解像度化にとって得策ではない。

【０００４】上記大画面をもち、奥行きが短くかつ高解
像度が実現可能な受像管として、特開平５−３６３６３
号公報には、フェースプレートを平坦にし、そのフェー
スプレートの内面に形成された一体化構造の蛍光体スク
リーンを複数個の電子銃から放出される電子ビームによ
り複数個の領域に分割して走査するようにした受像管が
示されている。

【０００５】さらに平坦なフェースプレートの内面に形
成された一体化構造の蛍光体スクリーンと対向して複数
個の電子銃から放出される電子ビームにより複数個の領
域に分割して走査するカラー受像管として、蛍光体スク
リーンと対向して設置されるシャドウマスクを、多数の
電子ビーム通過孔の形成された有効部が非有効部を介し
て垂直方向に複数個繋がった分割マスクを、水平方向に
複数個分離して並列した配置したものが提案されてい
る。

【０００６】これら受像管は、設計上、複数個の電子銃
から放出される電子ビームの分割走査により各領域に描
かれる画像は、電子銃や電子ビームを偏向する偏向装置
に印加される信号により繋がり、一体化構造の蛍光体ス
クリーン上に重複や切れ目のない画像を再生するものと
なっている。しかしこのカラー受像管については、つぎ
のような問題がある。

【０００７】すなわち、上記カラー受像管は、その領域
の分割単位でみれば、１個の電子銃から放出される電子
ビームにより１個のシャドウマスクを介して蛍光体スク
リーンの全面を走査する従来のカラー受像管に近い構成
となっており、個々の分割単位内での問題は、従来のカ
ラー受像管の問題とほぼ同じである。しかしこのカラー
受像管においては、個々の分割単位内での問題のほか
に、隣接領域間の画面の繋がりの問題がある。

【０００８】この隣接領域間の画面の繋がりの問題は、
各領域に画像を表示するための構成要素が、すべての領
域について同じ働きをすれば、たとえば各電子銃のビー
ム電流特性やフォーカス特性、偏向装置の偏向特性、シ
ャドウマスクの電子ビーム通過孔の開孔特性などが同じ
であれば、問題は生じない。しかしこれら各領域に画像
を表示するための構成要素の特性を同じに設定すること
は容易でない。

【０００９】特にシャドウマスクの電子ビーム通過孔の
開孔特性は、直接領域に表示される画像に影響し、その
有効部の電子ビーム通過孔の開孔径のばらつきやむら
が、隣接領域間の画面の繋がりに大きな影響を及ぼす。

【００１０】一般にカラー受像管のシャドウマスクは、
フォトエッチング法により製作され、その有効部やこの
有効部を取巻く非有効部、外形などを同一マスク原版に
描かれたパターンをマスク素材板上に転写してエッチン
グすることにより得られる。このような製作法では、一
般に有効面内に５〜１０μm 程度の開孔径のばらつきが
発生する。しかしこの開孔径のばらつきは、連続的な変
化であるため、カラー受像管に組込んで画像品位を評価
しても問題にならない程度である。また同一マスク原版
により製作されるシャドウマスクの開孔径のばらつき
は、ほぼ一定し同一傾向となっている。

【００１１】これに対して、複数個の分割マスクにより
シャドウマスクを構成する場合は、図９に示すように、
各分割マスクＭ1 〜Ｍ5 の有効面内に５〜１０μm 程度
の連続的に変化した開孔径のばらつきがあると、隣接分
割マスクの有効面間に開孔径差ができ、隣接領域間の画
像の繋がり部分に輝度差などが生じ、画像の連続性が損
なわれる。これを解決するためには、同一マスク原版に
より製作される各分割マスクの開孔径のばらつきを数μ
m 以下にする必要があり、所要のシャドウマスクを製作
することがいちじるしく困難となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、大画面
で奥行きが短くかつ高解像度が実現できるカラー受像管
として、平坦なフェースプレートの内面に形成された一
体化構造の蛍光体スクリーンに対向して複数個の分割マ
スクが配置され、複数個の電子銃から放出される電子ビ
ームにより、各分割マスクの有効部を介して蛍光体スク
リーンを複数個の領域に分割して走査するカラー受像管
が提案されている。

【００１３】このカラー受像管においては、個々の分割
単位は、従来の１個の電子銃から放出される電子ビーム
により１個のシャドウマスクを介して蛍光体スクリーン
を走査するカラー受像管に近い構成となっているので、
個々の分割単位内での問題は、従来のカラー受像管の問
題とほぼ同じである。しかしこのカラー受像管において
は、個々の分割単位での問題のほかに、隣接領域間の画
面の繋がりの問題がある。

【００１４】この隣接領域間の画面の繋がりの問題は、
各領域に画像を表示するための構成要素が、すべての領
域において同じ働きをすれば、問題は生じない。しかし
各領域に画像を表示するための構成要素の特性を同じに
設定することは容易でなく、特にシャドウマスクの電子
ビーム通過孔の開孔特性は、直接領域に表示される画像
に影響し、その有効部の電子ビーム通過孔の開孔径のば
らつきやむらが、隣接領域間の画面の繋がりに大きな影
響を及ぼす。

【００１５】すなわち、通常フォトエッチング法により
製作されるシャドウマスクは、５〜１０μm 程度の連続
的に変化する開孔径のばらつきが発生する。このように
複数個の分割マスクに連続的に変化する開孔径のばらつ
きが発生すると、隣接分割マスクの有効面間に開孔径差
が生じ、隣接領域間の画像の繋がり部分に輝度差などが
生じ、画面の連続性が損なわれる。これを解決するため
には、同一マスク原版により製作される各分割マスクの
開孔径のばらつきを数μm 以下にする必要があり、所要
のシャドウマスクを製作することがいちじるしく困難と
なる。

【００１６】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、一体化構造の蛍光体スクリーンに
対向して設置されるシャドウマスクが同一マスク原版で
製作された複数個の分割マスクで構成され、複数個の電
子銃から放出される電子ビームにより、その各分割マス
クを介して蛍光体スクリーンを分割して走査するカラー
受像管において、個々の分割マスクに連続的に変化した
開孔径のばらつきがあっても、隣接領域間の画像の繋が
り部分での画面の連続性が損なわれないようにすること
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】実質的に矩形状のフェー
スプレートの内面に形成された一体化構造の蛍光体スク
リーンに対向して、多数の電子ビーム通過孔の形成され
た有効部が垂直方向に複数個繋がった分割マスクが水平
方向に複数個並列配置されてなるシャドウマスクが設置
され、複数個の電子銃から放出される電子ビームにより
シャドウマスクを介して蛍光体スクリーンを水平、垂直
方向にそれぞれ複数個の領域に分割して走査するカラー
受像管およびその製造方法において、シャドウマスクを
フォトエッチングにより同一マスク原版を用いて形成さ
れた分割マスクで構成し、この分割マスクをシャドウマ
スクの面上において隣接分割マスクに対して１８０°回
転して配置した。

【００１８】

【作用】上記のように、シャドウマスクをフォトエッチ
ングにより同一マスク原版を用いて形成された分割マス
クで構成し、この分割マスクをシャドウマスクの面上に
おいて隣接分割マスクに対して１８０°回転した配置と
すると、同一マスク原版を用いて形成される分割マスク
では、有効面全面での開孔径の変化がほぼ同じ傾向とな
るため、隣接分割マスクに対して１８０°回転した配置
とすることにより、隣接分割マスクの有効部間の開孔径
差をなくすことができ、隣接領域間の画像の繋がり部分
に輝度差など、画面の連続性を損なわないようにするこ
とができる。

【００１９】

【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。

【００２０】図１にその一実施例であるカラー受像管の
全体の構成を、図２にその分解斜視図を示す。このカラ
ー受像管は、実質的に矩形状の平坦なガラス製フェース
プレート１と、このフェースプレート１の周縁部に接合
され、フェースプレート１に対して実質的に垂直に延在
するガラス製側壁２と、この側壁２を介してフェースプ
レート１と対向しかつ平行に接合された実質的に矩形状
の平坦なガラス製リアプレート３と、このリアプレート
３に接合された複数個のファンネル４とからなる真空外
囲器５を有する。その複数個のファンネル４は、それぞ
れリアプレート３に形成された複数個の開孔６のまわり
に接合され、図示例では、水平方向（Ｘ方向）に５個、
垂直方向（Ｙ方向）に４個、計２０個のファンネル４が
接合されている。

【００２１】上記フェースプレート１の内面には、青、
緑、赤に発光する垂直方向に細長いストライプ状の３色
蛍光体層が水平方向に規則的に並列配置され、この３色
蛍光体層間を埋込むようにブラックストライプが設けら
れた一体化構造の蛍光体スクリーン８が形成されてい
る。そしてこの蛍光体スクリーン８に対向して、その内
側にシャドウマスク９が配置されている。このシャドウ
マスク９は、複数個の分割マスク、図示例では５個の分
割マスクＭ1 〜Ｍ5 により構成され、これら分割マスク
Ｍ1 〜Ｍ5 が水平方向に後述する関係に所定間隔離れて
並列配置されている。その各分割マスクＭ1 〜Ｍ5 は、
多数の電子ビーム通過孔の形成された有効部１０が垂直
方向に電子ビーム通過孔の形成されない非有効部を介し
て複数個、図示例では４個繋がっており、それぞれリア
プレート３の内面に固定された断面コの字状のマスク架
設手段１１に張力が付与された状態で支持されている。

【００２２】また、複数個のファンネル４の各ネック１
２内にそれぞれ電子銃１３が配設されている。さらにフ
ェースプレート１とリアプレート３との間に、真空外囲
器５のフェースプレート１およびリアプレート３に加わ
る大気圧荷重を支えるための複数個のプレート支持手段
１４が設けられている。

【００２３】このカラー受像管においては、上記各電子
銃１３から放出される電子ビームを各ファンネル４の外
側に装着された偏向装置（図示せず）の発生する磁界に
より、水平および垂直方向に偏向し、各分割マスクＭ1
〜Ｍ5 の有効部１０を介して蛍光体スクリーン８を複数
個の領域、図示例では水平方向に５個、垂直方向に４
個、計２０個の領域Ｒ1 〜Ｒ20に分割して走査する。そ
してこの分割走査により蛍光体スクリーン８上に描かれ
る画像は、電子銃１３や偏向装置に印加される信号によ
り繋がり、蛍光体スクリーン８の全面に重複や切れ目の
ない１つの大きな画像を再生するものとなっている。

【００２４】このカラー受像管は、つぎのように製造さ
れる。

【００２５】まずシャドウマスク９については、フォト
エッチング法により、同一マスク原版を用いて、図３に
示すように、有効部１０が垂直方向に電子ビーム通過孔
の形成されない非有効部を介して複数個（図示例では４
個）繋がった分割マスクＭ1〜Ｍ5 （Ｍ1 のみ図示）製
作する。なお、これら分割マスクＭ1 〜Ｍ5 は、平坦な
状態で使用されるため、従来のシャドウマスクのように
プレス成形による曲面成形はおこなわない。

【００２６】カラー受像管の組立ては、まずフェースプ
レート１の内面に写真印刷法により、たとえばマスター
マスクを用いて、一体化構造の蛍光体スクリーン８を形
成する。一方、リアプレート３の内面の所定位置に、各
分割マスクＭ1 〜Ｍ5 を支持するマスク架設手段１１お
よび真空外囲器５のフェースプレート１およびリアプレ
ート３に加わる大気圧荷重を支えるための複数個のプレ
ート支持手段１４をフリットガラスの塗布焼成により固
定しておく。さらに複数個のファンネル４のネック１２
内に電子銃１３を封止しておく。

【００２７】そして上記リアプレート３に固定されたマ
スク架設手段１１に上記同一マスク原版を用いて製作さ
れた分割マスクＭ1 〜Ｍ5 を取付ける。この分割マスク
Ｍ1〜Ｍ5 の取付けは、図３に示したように、シャドウ
マスク面上において、隣接分割マスクに対して１８０°
回転した状態で張力をかけながらマスク架設手段１１に
溶接する。すなわち、図３に分割マスクＭ1 について示
したように、この分割マスクＭ1 の垂直軸ＹM1の右側を
Ｒ、左側をＬとすると、この分割マスクＭ1 に隣接する
分割マスクＭ2 は、右側がＬ、左側をＲになるように溶
接され、つぎの分割マスクＭ3 については、右側がＲ、
左側がＬ、分割マスクＭ4 については、右側がＬ、左側
がＲ、分割マスクＭ5 については、右側がＲ、左側がＬ
になるように一つ置きに１８０°回転した状態で溶接さ
れる。

【００２８】つぎに上記蛍光体スクリーン８の形成され
たフェースプレート１、側壁２を構成する複数個の側壁
片、プレート支持手段および上記のように分割マスクＭ
1 〜Ｍ5 の取付けられたリアプレート３および電子銃１
３の封止された複数個のファンネル４を所定の関係に位
置決めし、これらを塗布されたフリットガラスの焼成に
より一体に接合する。その後、この一体に組立てられた
外囲器５を排気することにより製造される。

【００２９】ところで、上記のようにシャドウマスク９
を複数個の分割マスクＭ1 〜Ｍ5 で構成し、複数個の電
子銃１３から放出される電子ビームにより、上記各分割
マスクＭ1 〜Ｍ5 の有効部を介して蛍光体スクリーン８
を複数個の領域Ｒ1 〜Ｒ20に分割して走査するカラー受
像管において、その分割マスクＭ1 〜Ｍ5 を隣接分割マ
スクに対して１８０°回転した状態で設置すると、隣接
領域間の画像の繋がり部分に輝度差などを生ぜず、画面
の連続性を損なわないようにすることができ、蛍光体ス
クリーン８の全面に品位良好な画像を再生することがで
きる。

【００３０】すなわち、一般にフォトエッチングにより
製作されるシャドウマスクは、同一原版で製作しても、
図４に線１５で示すように、連続的に変化する開孔径の
ばらつきが生ずるが、同一マスク原版で製作すると、こ
の開孔径のばらつきは同一傾向を示す。そこで、上記の
ように同一マスク原版で製作した分割マスクＭ1 〜Ｍ5
を隣接分割マスクに対して１８０°回転した状態で配置
すると、図５（ａ）に線１６で示すように、隣接分割マ
スクの有効部間に開孔径差がほとんど生じないやうにす
ることができる。

【００３１】その結果、同（ｂ）に線１７で示すよう
に、蛍光体スクリーン上の隣接領域間に形成されるビー
ムスポット径の差をなくすことができ、隣接領域間の画
像の繋がり部分に輝度差などを生じない連続した画面と
することができ、蛍光体スクリーン８の全面に品位良好
な画像を再生することができる。

【００３２】なお、前記実施例では、垂直方向に４個の
有効部を有する分割マスクを水平方向に５個並列に設置
したが、この分割マスクの垂直方向の有効部の個数、水
平方向の並列個数は、上記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば図６に示すように、垂直方向に４個の有
効部を有する分割マスクを水平方向に６個並列に設置
し、その分割マスクＭ1 〜Ｍ6 を一つ置きに１８０°回
転し、分割マスクＭ1 の垂直軸ＹM1の右側をＲ、左側を
Ｌとするとき、順次隣接する分割マスクＭ2 について
は、右側をＬ、左側をＲ、分割マスクＭ3 については、
右側をＲ、左側をＬ、分割マスクＭ4 については、右側
をＬ、左側をＲ、分割マスクＭ5 については、右側を
Ｌ、左側をＲ、分割マスクＭ6 については、右側をＬ、
左側をＲとすることにより、前記実施例のカラー受像管
と同様の効果が得られる。

【００３３】また、前記実施例では、複数個の分割マス
クをそれぞれ独立のものとしたが、図７に示すシャドウ
マスクは、前記実施例における隣接する２個の分割マス
クに対応するパターンが形成されたマスク原版を用い
て、隣接する２個の分割マスクＭ1 ，Ｍ2 を一体化した
分割マスクを製作し、この一体化した分割マスクＭp1〜
Ｍp3を３組水平方向に並列して設置したものである。こ
の場合は、各組の分割マスクＭp1〜Ｍp3の繋がり部分の
みが問題となるので、分割マスクＭp1の垂直軸ＹM1の右
側をＲ、左側をＬとするとき、順次隣接する分割マスク
Ｍp2については、右側をＬ、左側をＲ、分割マスクＭp3
については、右側をＲ、左側をＬとすることにより、前
記実施例のカラー受像管と同様の効果が得られる。

【００３４】また、図８に示すシャドウマスクは、前記
実施例における順次隣接する３個の分割マスクに対応す
るパターンの形成されたマスク原版を用いて、順次隣接
する３個の分割マスクＭ1 〜Ｍ3 を一体化した分割マス
クを製作し、この一体化した分割マスクＭp1〜Ｍp2を２
組水平方向に並列して設置したものである。この場合
も、各組の分割マスクＭp1〜Ｍp2の繋がり部分のみが問
題となるので、分割マスクＭp1の垂直軸ＹM1の右側を
Ｒ、左側をＬとするとき、隣接する分割マスクＭp2につ
いて、右側をＬ、左側をＲとすることにより、前記実施
例のカラー受像管と同様の効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】実質的に矩形状のフェースプレートの内
面に形成された蛍光体スクリーンに対向して、多数の電
子ビーム通過孔の形成された有効部が垂直方向に複数個
繋がった分割マスクが水平方向に複数個並列配置されて
なるシャドウマスクが設置され、複数個の電子銃から放
出される電子ビームによりシャドウマスクを介して蛍光
体スクリーンを水平、垂直方向にそれぞれ複数個の領域
に分割されて走査するカラー受像管およびその製造方法
において、シャドウマスクをフォトエッチングにより同
一マスク原版を用いて形成された分割マスクで構成し、
この分割マスクをシャドウマスクの面上において隣接分
割マスクに対して１８０°回転した配置とすると、同一
マスク原版を用いて形成される分割マスクでは、有効面
全面での開孔径の変化がほぼ同じ傾向であるため、隣接
分割マスクに対して１８０°回転した配置とすることに
より、隣接分割マスクの有効部間の開孔径差をなくすこ
とができ、隣接領域間の画像の繋がり部分に輝度差など
を生ぜず、画面の連続性を損なわないようにすることが
でき、蛍光体スクリーンの全面に品位良好な画像を再生
するカラー受像管とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の一実施例に係るカラー
受像管の構成を示す斜視図、図１（ｂ）はそのＢ−Ｂ断
面図である。

【図２】上記カラー受像管の構成を示す分解斜視図であ
る。

【図３】上記カラー受像管の分割マスクの配列を説明す
るための斜視図である。

【図４】上記分割マスクの有効部の開孔径のばらつきを
説明するための図である。

【図５】図５（ａ）は隣接分割マスクの有効部間の開孔
径差を説明するための図、図５（ｂ）は蛍光体スクリー
ン上の隣接領域間のビームスポット径の差を説明するた
めの図である。

【図６】この発明の分割マスクの異なる配列を示す図で
ある。

【図７】この発明の分割マスクのさらに異なる配列を示
す図である。

【図８】この発明の分割マスクのさらに異なる配列を示
す図である。

【図９】既知のカラー受像管における隣接分割マスクの
有効部間の開孔径差を説明するための図である。

【符号の説明】

１…フェースプレート ２…側壁 ３…リアプレート ４…ファンネル ５…真空外囲器 ８…蛍光体スクリーン ９…シャドウマスク １０…有効部 １１…マスク架設手段 １３…電子銃 １４…プレート支持手段 Ｍ1 〜Ｍ5 …分割マスク Ｍp1〜Ｍp3…分割マスク Ｒ1 〜Ｒ20…領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 亨 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 原口 雄次 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に矩形状のフェースプレートの内
   面に形成された一体化構造の蛍光体スクリーンに対向し
   て、多数の電子ビーム通過孔の形成された有効部が垂直
   方向に複数個繋がった分割マスクが水平方向に複数個並
   列配置されてなるシャドウマスクが設置され、複数個の
   電子銃から放出される電子ビームにより上記シャドウマ
   スクを介して上記蛍光体スクリーンを水平、垂直方向に
   それぞれ複数個の領域に分割して走査するカラー受像管
   において、 上記シャドウマスクはフォトエッチングにより同一マス
   ク原版を用いて形成された複数個の分割マスクからな
   り、この分割マスクが上記シャドウマスクの面上におい
   て隣接分割マスクに対して１８０°回転した配置になっ
   ていることを特徴とするカラー受像管。
2. 【請求項２】 実質的に矩形状のフェースプレートの内
   面に形成された蛍光体スクリーンに対向して、多数の電
   子ビーム通過孔の形成された有効部が垂直方向に複数個
   繋がった分割マスクが水平方向に複数個並列配置されて
   なるシャドウマスクが設置され、複数個の電子銃から放
   出される電子ビームにより上記シャドウマスクを介して
   上記蛍光体スクリーンを水平、垂直方向にそれぞれ複数
   個の領域に分割して走査するカラー受像管の製造方法に
   おいて、 上記複数個の分割マスクをフォトエッチングにより同一
   マスク原版を用いて形成する工程と、上記同一マスク原
   版を用いて形成された複数個の分割マスクを上記シャド
   ウマスクの面上において隣接分割マスクに対して１８０
   °回転して設置する工程とからなることを特徴とするカ
   ラー受像管の製造方法。