(57)【要約】【課題】シャドウマスクのマスク強度が高く良好な画像品位を得られるとともに、製造が容易なカラー陰極線管およびその製造方法を提供する。【解決手段】シャドウマスク７は、主マスク１４と、主マスクの短軸領域に重ねて設けられた補助マスク２０とを有している。主マスクは、多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部を有したマスク主面４０、およびこのマスク主面の周縁から延出したスカート部１７を備えている。補助マスクは、電子ビーム通過孔を有して有効部と、有効部の両側に設けられたスカート部２４とを備えている。主マスクのスカート部および補助マスクのスカート部にはそれぞれ位置決め孔４４、４９が形成され、これらの位置決め孔は異なる孔径に形成されている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、
上記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、
上記パネルの内側に上記蛍光体スクリーンと対向して配置され、互いに直交しているとともに管軸と直交した長軸および短軸を有したほぼ矩形状のシャドウマスクと、を備え、
上記シャドウマスクは、
上記蛍光体スクリーンのほぼ全面と対向しているとともに複数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有効部を有したマスク主面、およびこのマスク主面の周縁部を折り曲げて形成されたスカート部を備えた主マスクと、
上記短軸を含む領域で上記主マスクの有効部およびスカート部に重ねて固定された補助マスクと、を具備し、
上記補助マスクは、上記短軸を長手方向とした帯状に形成され、上記蛍光体スクリーンの一部に対応する複数の電子ビーム通過孔が形成された有効部と、上記短軸方向に沿って上記有効部の両側に延出し上記主マスクのスカート部とそれぞれ重畳した一対のスカート部とを有し、
上記主マスクのスカート部および補助マスクのスカート部は、上記シャドウマスクの中央から同一の位置に形成され上記主マスクと補助マスクとを位置合せするための位置決め孔をそれぞれ有し、上記位置決め孔は、互いに異なる孔径を有していることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
上記補助マスクは、上記主マスクの上記蛍光体スクリーン側に重ねて設けられ、上記補助マスクの位置決め孔は、上記主マスクの位置決め孔よりも大きな孔径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。
【請求項３】
上記補助マスクは、上記主マスクの上記電子銃側に重ねて設けられ、上記主マスクの位置決め孔は、上記補助マスクの位置決め孔よりも大きな孔径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。
【請求項４】
上記主マスクの位置決め孔および補助マスクの位置決め孔は、同一形状を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
上記主マスクの位置決め孔および補助マスクの位置決め孔の一方は、第１小孔とこの第１小孔の両側に等間隔を置いて位置した一対の第１大孔とを有し、これら第１小孔および第１大孔はその中心が同一直線上に位置するように一列に並んで設けられ、
上記主マスクの位置決め孔および補助マスクの位置決め孔の他方は、上記第１小孔よりも大きな径を有した第２大孔と、この第２大孔の両側に、上記第１小孔および第１大孔間の間隔と等しい間隔を置いて位置した一対の第２小孔と、を有し、これら第２大孔および第２小孔はその中心が同一直線上に位置するように一列に並んで設けられ、
上記主マスクおよび補助マスクは、上記第１小孔および一対の第２小孔が同一直線上に一列に並び、かつ、上記第１小孔と各第２小孔との間隔が等しい状態に配置され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。
【請求項６】
上記補助マスクは、上記主マスクの上記蛍光体スクリーン側に重ねて設けられ、上記主マスクの位置決め孔は上記第１小孔および第１大孔を有し、上記補助マスクの位置決め孔は上記第２小孔および第２大孔を有していることを特徴とする請求項５に記載のカラー陰極線管。
【請求項７】
上記補助マスクは、上記主マスクの上記電子銃側に重ねて設けられ、上記主マスクの位置決め孔は上記第２小孔および第２大孔を有し、上記補助マスクの位置決め孔は上記第１小孔および第１大孔を有していることを特徴とする請求項５に記載のカラー陰極線管。
【請求項８】
内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、上記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、上記パネルの内側に上記蛍光体スクリーンと対向して配置され、互いに直交しているとともに管軸と直交した長軸および短軸を有したほぼ矩形状のシャドウマスクと、を備え、
上記シャドウマスクは、上記蛍光体スクリーンのほぼ全面と対向しているとともに複数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有効部を有したマスク主面、およびこのマスク主面の周縁部を折り曲げて形成されたスカート部を備えた主マスクと、上記短軸を含む領域で上記主マスクの有効部およびスカート部に重ねて固定された補助マスクと、を具備し、
上記補助マスクは、上記短軸を長手方向とした帯状に形成され、上記蛍光体スクリーンの一部に対応する複数の電子ビーム通過孔が形成された有効部と、上記短軸方向に沿って上記有効部の両側に延出し上記主マスクのスカート部とそれぞれ重畳した一対のスカート部とを有し、
上記主マスクのスカート部および補助マスクのスカート部は、上記シャドウマスクの中央から同一の位置に形成され上記主マスクと補助マスクとを位置合せするための位置決め孔をそれぞれ有し、上記位置決め孔は、互いに異なる孔径を有しているカラー陰極線管の製造方法において、
多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部、この有効部の周囲に位置したスカート部、およびスカート部に形成された位置決め孔を有した平坦な主マスク用の第１マスク基材と、多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部、この有効部の両側に位置したスカート部、およびスカート部に形成され上記第１マスク基材の位置決め孔と孔径の異なる位置決め孔を有した平坦な補助マスク用の第２マスク基材と、を用意し、
上記第２マスク基材を上記第１マスク基材の短軸近傍領域と重ね合わせて配置し、
上記重ね合わされた第１マスク基材および上記第２マスク基材を相対的に変位可能に支持し、
上記位置決め孔の内、孔径の大きい方の位置決め孔側から上記第１および第２マスク基材の位置決め孔を観察しながら、上記第１および第２マスク基材のいずれか一方を微小変位させ、上記第１および第２マスク基材の位置決め孔が所望の位置関係を有するように上記第１および第２マスク基材を互いに位置合わせし、
上記位置合わせされた上記第１および第２マスク基材を互いに固定した後、これら第１および第２マスク基材を所定形状にプレス成形して上記主マスクおよび補助マスクを有したシャドウマスクを形成することを特徴とするカラー陰極線管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャドウマスクを備えたカラー陰極線管、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管は、ほぼ矩形状の有効部を有したパネルと、このパネルに連接されたファンネルと、ファンネルの小径部に連接された円筒状のネックとからなる真空外囲器を備えている。パネルの有効部内面には、青、緑、赤に発光するドット状またはストライプ状の３色蛍光体層、および遮光層を有した蛍光体スクリーンが形成されている。また、真空外囲器内には、蛍光体スクリーンに対向してシャドウマスクが配置され、このシャドウマスクには、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔が形成されている。ネック内には、３電子ビームを放出する電子銃が配設されているとともに、ネック外周からファンネルの外周面にかけて偏向ヨークが装着されている。
【０００３】
上記構成のカラー陰極線管では、電子銃から放出された３電子ビームを偏向ヨークの発生する水平、垂直偏向磁界により水平、垂直方向に偏向し、シャドウマスクを介して蛍光体スクリーンを高周波で水平走査するとともに低周波で垂直走査することにより、カラー画像を表示する。
【０００４】
通常、シャドウマスクは、多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状のマスク主面と、このマスク主面の周縁からほぼ直角に電子銃側に延びたスカート部と、を有している。また、シャドウマスクは、スカート部を介して矩形状のマスクフレームに溶接固定されている。そして、シャドウマスクは、マスクフレームに取付けられた弾性支持体を、パネルに突設されたスタッドピンと係合させることにより、パネルに対し脱着自在に支持されている。
【０００５】
近年、高解像度ディスプレイの要求が高まっており、シャドウマスクの高精細化、すなわち開孔配列ピッチの低減および開孔の微小化が要求されている。通常、シャドウマスクの開孔はエッチングにより形成されている。そのため、上記の要求を満たすには、現状のエッチング技術では、シャドウマスク板厚を薄くしなければならない。しかし、シャドウマスクの薄板化は、シャドウマスクの曲面保持力（以下、マスク強度と称する）を低下させ、製造中及び輸送中に加わる外力によるマスク曲面の変形を生じさせる。特に、近年主流となっているパネル外面がフラットな陰極線管においては、マスク強度の低下が顕著となる。その結果、シャドウマスクは、電子銃から放出された電子ビームを正確に選別し蛍光体スクリーンの所定の場所に入射させることが困難となり、色ずれを起こすことになる。
【０００６】
このような問題を解決する手段として、補助マスクによりシャドウマスクのマスク強度を向上させる試みがなされている。例えば、特許文献１に開示されたカラー陰極線管によれば、シャドウマスクは、蛍光体スクリーンのほぼ全体に対応する主マスクと、帯状の補助マスクとを有し、補助マスクは主マスクの短軸を含む領域に重ねて設けられている。補助マスクを主マスクに固定することにより、フラット化および高解像度化に伴うマスク強度の劣化を防ぐことができる。従って、外力によるマスク曲面の変形を防止し、色ずれを防ぐことが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１９７９８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように補助マスクを主マスク上に配置する場合、主マスクおよび補助マスクに形成された多数の電子ビーム通過孔の各位置を互いに一致させなければならない。そのため、補助マスクおよび主マスクにはそれぞれ位置決め孔が設けられ、これらの位置決め孔を用いてマスク同士を位置合わせしている。
【０００９】
しかし、これらの位置決め孔を電子ビーム通過孔の形成されたマスク有効部近傍に設けた場合、以下の問題が生じる。パネル内面の蛍光体スクリーンを形成する場合、パネル内面に塗布された蛍光体層を、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通して露光する。そのため、この露光時、露光光は電子ビーム通過孔と共に位置決め孔も通過し、蛍光体層上に不要な発光点を形成してしまう。
【００１０】
また、主マスクおよび補助マスクにそれぞれ形成された位置決め孔が互いに同一形状、同一寸法であった場合、これらを互いの位置を合わせする際、互いの位置関係を正確に認識することが困難であり、位置あわせに時間が掛かるといった問題がある。
【００１１】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、シャドウマスクのマスク強度が高く良好な画像品位を得られるとともに、製造が容易なカラー陰極線管およびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の形態に係るカラー陰極線管は、内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、上記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、上記パネルの内側に上記蛍光体スクリーンと対向して配置され、互いに直交しているとともに管軸と直交した長軸および短軸を有したほぼ矩形状のシャドウマスクと、を備え、
上記シャドウマスクは、上記蛍光体スクリーンのほぼ全面と対向しているとともに複数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有効部を有したマスク主面、およびこのマスク主面の周縁部を折り曲げて形成されたスカート部を備えた主マスクと、上記短軸を含む領域で上記主マスクの有効部およびスカート部に重ねて固定された補助マスクと、を具備し、
上記補助マスクは、上記短軸を長手方向とした帯状に形成され、上記蛍光体スクリーンの一部に対応する複数の電子ビーム通過孔が形成された有効部と、上記短軸方向に沿って上記有効部の両側に延出し上記主マスクのスカート部とそれぞれ重畳した一対のスカート部とを有し、
上記主マスクのスカート部および補助マスクのスカート部は、上記シャドウマスクの中央から同一の位置に形成され上記主マスクと補助マスクとを位置合せするための位置決め孔をそれぞれ有し、上記位置決め孔は、互いに異なる孔径を有している。
【００１３】
上記構成のカラー陰極線管によれば、主マスクに補助マスクを重ねて固定することで、シャドウマスクの曲面強度を向上させることができ、その結果、最も変形し易いマスク中央部近傍での変形を抑制することができる。また、主マスクおよび補助マスクに形成された位置きめ孔を互いに異なる孔径とすることにより、互いの位置関係を容易にかつ正確に認識することができる。そのため、主マスクと補助マスクとの位置あわせに掛かる時間を大幅に短縮することが可能となるとともに、高精度な組立てが可能となる。
【００１４】
また、この発明に係るカラー陰極線管の製造方法は、上記構成のカラー陰極線管の製造方法において、  多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部、この有効部の周囲に位置したスカート部、およびスカート部に形成された位置決め孔を有した平坦な主マスク用の第１マスク基材と、多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部、この有効部の両側に位置したスカート部、およびスカート部に形成され上記第１マスク基材の位置決め孔と孔径の異なる位置決め孔を有した平坦な補助マスク用の第２マスク基材と、を用意し、上記第２マスク基材を上記第１マスク基材の短軸近傍領域と重ね合わせて配置し、上記重ね合わされた第１マスク基材および上記第２マスク基材を相対的に変位可能に支持し、上記位置決め孔の内、孔径の大きい方の位置決め孔側から上記第１および第２マスク基材の位置決め孔を観察しながら、上記第１および第２マスク基材のいずれか一方を微小変位させ、上記第１および第２マスク基材の位置決め孔が所望の位置関係を有するように上記第１および第２マスク基材を互いに位置決めし、上記位置決めされた上記第１および第２マスク基材を互いに固定した後、これら第１および第２マスク基材を所定形状にプレス成形して上記主マスクおよび補助マスクを有したシャドウマスクを形成することを特徴としている。
【００１５】
上記構成の製造方法によれば、プレス成形前の平坦なマスク基材の状態で補助マスクを主マスクに固定する際、孔径の大きい方の位置決め孔側から上記第１および第２マスク基材の位置決め孔を観察しながら、第１および第２マスク基材を位置合わせすることにより、位置きめ孔の位置関係を容易にかつ正確に認識することができる。そのため、第１および第２マスク基材を高い精度で位置合わせすることができるとともに、位置あわせに掛かる時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るカラー陰極線管について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、カラー陰極線管はガラスで形成された外囲器９を備え、この外囲器は、周縁部にスカート部２を有した矩形状のパネル１と、パネル１のスカート部２に接合されたファンネル３と、ファンネル３の小径部から伸びたネック４とを有している。パネル１の内面には蛍光体スクリーン５が形成されている。蛍光体スクリーン５は、ドット状あるいはストライプ状の３色の蛍光体層、および遮光層により構成されている。
【００１７】
そして、外囲器９は、パネル１の中心およびネック４の中心を通る管軸Ｚ、管軸と直交して延びた長軸（水平軸）Ｘ、並びに、管軸および長軸と直交して延びた短軸（垂直軸）Ｙを有している。
【００１８】
画面アスペクト比１６対９で画面有効径７６ｃｍの３２インチワイドタイプのカラー陰極線管を一例とした場合、パネル１の外面は、曲率半径が１００，０００ｍｍと実質的に平坦となっている。また、パネル１内面は、Ｘ軸上でＸ軸に沿った曲率半径が約７，０００ｍｍ、Ｙ軸上でＹ軸に沿った曲率半径が約１，５００ｍｍと円筒状になっている。
【００１９】
外囲器９内には、色選別電極であるシャドウマスク構体６が蛍光体スクリーン５と対向して配置されている。このシャドウマスク構体６は、電子ビーム通過孔となる開孔が多数形成されたシャドウマスク７と、シャドウマスク７の周辺部を支持した断面Ｌ字形の矩形枠状のマスクフレーム８と、を有している。このシャドウマスク構体６は、マスクフレーム８の側壁に設けられた弾性支持体３０をパネルのスカート部２に埋設されたスタッドピン３２に係止することで、パネル１の内側に支持されている。なお、シャドウマスク７に形成された電子ビーム通過孔の開孔形状は、用途に応じて矩形状または円形状に形成される。
【００２０】
ネック４内には長軸Ｘに沿ってインライン配列された３本の電子ビーム９Ｒ、９Ｇ、９Ｂを放出する電子銃１０が配置されている。そして、上記カラー陰極線管では、電子銃１０から放出された電子ビーム９Ｒ、９Ｇ、９Ｂをファンネル３の外側に取付けられた偏向ヨーク１１により偏向し、シャドウマスク構体６を介して、蛍光体スクリーン５を水平、垂直走査することで画像を表示する。
【００２１】
次に、シャドウマスク７の構成について詳細に説明する。図３ないし図５に示すように、シャドウマスク７は、全体としてほぼ矩形状に形成され、外囲器に対応した長軸Ｘおよび短軸Ｙを有し、管軸Ｚはシャドウマスクの中心を通っている。また、シャドウマスク７は、主マスク１４と、この主マスクの一部に重ねて取付けられた補助マスク２０と、を備え、部分的に２重構造に構成されている。
【００２２】
主マスク１４は、パネル１の内面と対向して配置されるとともに所定の曲面形状に形成されたほぼ矩形状のマスク主面４０と、マスク主面の周縁部を管軸Ｚ方向に沿って電子銃側に折り曲げて形成されたスカート部１７と、を一体に備えている。マスク主面４０は、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔１２が形成された矩形状の有効部１３と、有効部を囲むように位置しているとともに開孔を持たないほぼ矩形枠状の無孔部１６と、を有している。
【００２３】
主マスク１４の各開孔１２は、有効部１３の長軸Ｘ方向を幅方向とするほぼ矩形状に形成されている。そして、複数個の開孔１２が有効部１３の短軸Ｙ方向にブリッジ１５を介して直線状に配置されてなる開孔列が、長軸Ｘ方向に所定の配列ピッチＰＨで多数列設けられている。
【００２４】
図６に示すように、各開孔１２は、有効部１３の蛍光体スクリーン５側の表面に開口したほぼ矩形状の大孔１９ａと、有効部の電子銃１０側の表面に開口したほぼ矩形状の小孔１９ｂと、を連通した連通孔によって構成されている。また、開孔１２は、有効部１３の周辺にいくにしたがって、大孔１９ａの中心位置Ｃ１が小孔１９ｂの中心位置Ｃ２に対して相対的に有効部周辺側にΔだけオフセットして形成され、いわゆるオフセンターマスクを構成している。これは電子ビームが小孔１９ｂを通過した後に、主マスク１４の板厚内の側面で衝突して反射し、画面上に不要発光が生じることを抑制するためであり、大孔は短軸Ｙ方向、長軸Ｘ方向ともにオフセットさせている。
【００２５】
主マスク１４としては、低膨張材として知られるアンバー材（Ｆｅ−３６％Ｎｉ合金）などの金属材料で、板厚０．１〜０．２５ｍｍ程度ものを使用できる。具体的な一例では、主マスク１４は、板厚０．２２ｍｍのアンバー材で形成されている。開孔１２は、短軸Ｙ方向に０．６ｍｍの配列ピッチで直線状に配置されている。また、短軸Ｙ方向に延びる開孔列の長軸方向Ｘ間隔は、短軸Ｙ付近で０．７５ｍｍ、長軸Ｘ方向周辺で０．８２ｍｍであり、長軸方向周辺に近づくにしたがって大きくなるバリアブルピッチで配列されている。
【００２６】
開孔１２の大孔の幅方向における開孔寸法は、短軸Ｙ上で０．４６ｍｍ、長軸Ｘ方向周辺で０．５０ｍｍ、小孔の幅方向における開孔寸法は、短軸上で０．１８ｍｍ、長軸方向周辺で０．２０ｍｍとなっている。電子ビームが長軸Ｘ方向周辺の開孔１２に４６°の角度で入射する場合、長軸方向周辺の開孔の小孔に対する大孔の偏心が０．０６ｍｍとなっている。
【００２７】
一方、図３ないし図５に示すように、補助マスク２０は細長い帯状に形成され、主マスク１４の蛍光体スクリーン５側の表面上で、短軸Ｙを含む領域に重ねて固定されている。そして、補助マスク２０は、その長軸方向が、主マスク１４の短軸Ｙと一致して設けられている。
【００２８】
補助マスク２０は、長軸Ｘ方向に沿った幅ＬＨ１が主マスク１４の有効部１３の長軸方向長ＬＨ２よりも小さく、また、短軸Ｙ方向に沿った長さは主マスク１４の同方向長さとほぼ等しく形成されている。補助マスク２０は、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔４２が形成された有効部２１と、有効部２１の外側で補助マスクの長手方向両端部に位置した無孔部２３と、更に、各無孔部２３から両端方向へ延出した一対のスカート部２４と、を一体に備えている。
【００２９】
そして、補助マスク２０は、その有効部２１、無孔部２３、スカート部２４が主マスク１４の有効部１３、無孔部１６およびスカート部１７とそれぞれ重なった状態で主マスクに固定されている。これにより、主マスク１４の短軸Ｙ上の領域は全て２重構造となっている。
【００３０】
補助マスク２０は、主マスク１４と同じくアンバー材で構成され、板厚は０．２５ｍｍ程度に形成されている。また、補助マスク２０の長軸Ｘ方向の幅ＬＨ１と、主マスク１４の長軸Ｘ方向の長さＬＨ３との比は、例えば、約１対５程度に形成されている。従って、主マスク１４の長軸Ｘ方向の長さの５分の１程度の領域に、補助マスク２０が固定され２重構造となっている。
【００３１】
図３および図５に示すように、短軸Ｙ上において、補助マスク２０の各スカート部２４には、主マスク１４に対して補助マスクを位置合わせするための位置決め孔４９が形成されている。同様に、短軸Ｙ上において、主マスク１４のスカート部１７には位置決め孔４４が形成されている。これらの位置決め孔４４、４９は、シャドウマスク７の中心に対して同一位置に形成されている。また、後述するように、主マスク１４の位置決め孔４４と補助マスク２０の位置きめ孔４９とは異なる孔径を有している。
【００３２】
図６に示すように、補助マスク２０と主マスク１４とは、補助マスク２０の小孔２６ｂ側と主マスク１４の大孔１９ａ側とが密着するように固定されている。その固定には圧着と呼ばれる拡散接合や、レーザー又は抵抗による溶接などの手法を用いることができる。補助マスク２０の有効部２１内には、少なくとも数点の固定点が配置されている。
【００３３】
なお、補助マスク２０の周辺部では、蛍光体スクリーン側の大孔２６ａの中心を電子銃側の小孔２５ｂの中心よりマスク周辺側にずらす、オフセンターを行うことが好ましい。更に、補助マスク２０の有効部２１に形成された開孔４２の形状および配列間隔は、シャドウマスクとして機能する範囲で適宜設定可能であり、特に問題なければ、主マスク１４と同様に形成される。
【００３４】
図３に示すように、主マスク１４のスカート部１７および補助マスク２０のスカート部２４には、それぞれ溶接部として機能する複数の舌片部３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成されている。一方、マスクフレーム８は、主マスク１４のスカート部１７を囲むように、スカート部１７の外側に配置されている。そして、舌片部３４ａないし３４ｃの自由端部近傍をマスクフレーム８の内面に溶接することにより、シャドウマスク７はマスクフレーム８に固定されている。舌片部３４ａないし３４ｃは、弾性変形することによりシャドウマスク７とマスクフレーム８との間の熱膨張率差を吸収する。
【００３５】
次に、以上のように構成されたシャドウマスク７の製造方法について説明する。まず、図７に示すように、それぞれアンバー材の薄板からなる主マスク用の平坦なマスク基材（第１マスク基材）４３および補助マスク用の平坦なマスク基材（第２マスク基材）５０を用意する。マスク基材４３には、エッチング加工により、多数の開孔が所定の径およびピッチで形成され、有効部１３を構成している。同様に、マスク基材５０には、エッチング加工により、多数の開孔が所定の径およびピッチで形成され、有効部２１を構成している。なお、これらのマスク基材４３、５０は、プレス成形性の向上を図るため、アニール処理が施される。
【００３６】
マスク基材４３において、有効部１３の周囲には、無孔部１６およびスカート部１７を構成する非有効部が設けられている。また、非有効部には、複数の舌片部３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成されている。マスク基材５０において、有効部２１の両端には、無孔部２３およびスカート部２４を構成する非有効部がそれぞれ設けられている。また、各非有効部には、舌片部３４ｂが形成されている。
【００３７】
更に、マスク基材４３および５０のスカート部１７、２４となる部分には、これらのマスク基材を互いに位置決めするための位置決め孔４４、４９がそれぞれ形成されている。位置決め孔４４、４９は、シャドウマスクの有効面中心から見て同一の位置に設けられている。ここでは、位置決め孔４４、４９は、マスク基材４３、５０の短軸Ｙ上にそれぞれ設けられている。
【００３８】
また、位置決め孔４４、４９は、それぞれ同一形状、例えば、円形に形成されている。ただし、マスク基材５０の位置決め孔４９は、マスク基材４３の位置決め孔４４よりも大きな孔径、例えば、３〜６倍の孔径に形成されている。
【００３９】
続いて、図８に示すように、マスク基材５０とマスク基材４３の短軸Ｙ領域に重ねて配置し、図示しない治具により、これらのマスク基材を相対的に変位可能に支持する。ここでは、マスク基材４３を固定として、マスク基材５０を移動可能に支持する。
【００４０】
この状態で、マスク基材５０の両端部を長軸方向、短軸方向、および回転方向に位置調整し、マスク基材５０に形成された位置決め孔４９と、マスク基材４３に形成された位置決め孔４４とが同芯上に位置するようにマスク基材４３および５０を位置合わせする。この際、位置決め孔４４、４９が互いに正確に一致するように、これらの位置決め孔をマスク基材５０側から、つまり、孔径が大きい方の位置決め孔４９側から図示しないカメラ等により監視しながら、マスク基材５０を微小変位させ位置調整を行う。これと同時に、マスク基材４３、５０に設けられた開孔を合わせて観察しながら位置調整を行うようにしても良い。
【００４１】
例えば、図９に示すように、マスク基材４３および５０の位置決め孔４４、４９がずれている場合、位置決め孔４４、４９の中心が一致するように、マスク基材５０を微小変位させる。そして、位置決め孔４４、４９を正確に一致させることにより、マスク基材４３に形成された開孔と、マスク基材５０に形成された開孔とを正確に一致させることができる。
【００４２】
ここで、両マスク基材４３、５０の開孔間に位置ズレがある場合、重畳部の開孔面積が非重畳部の開孔面積より小さくなってしまう。そのため、開孔を通過して蛍光体スクリーンに照射される電子ビームが低減し、重畳部に対応する蛍光面の輝度が著しく低下し画像品位が低下する。したがって、両マスク基材４３、５０の開孔をミクロンオーダーの位置精度で厳密に一致させることが必要となる。
【００４３】
本実施の形態によれば、観察方向から見て、下側の位置決め孔４４よりも上側の位置決め孔４９の孔径を大きくしている。そのため、位置合わせ時、位置決め孔４４、４９に多少の位置がずれがある場合でも、それぞれの位置決め孔の外形または、中心を容易に、かつ、確実に把握する事ができる。従って、１回あたりの位置調整の精度が向上し、結果的に位置合せを行う時間の短縮、および位置合わせ精度の向上が可能となる。
【００４４】
なお、主マスク１４および補助マスク２０の有効部に形成された開孔１２、４２は、電子銃側の小孔と蛍光面側の大孔とがオフセットしているのが一般的であるが、位置決め孔４４、４９はオフセットしている必要はない。
【００４５】
ここで、上記構成のマスク基材４３、５０を位置合わせする際、マスク基材４３の上下に設けられた位置決め孔４４と、マスク基材５０の上下に設けられた位置決め孔４９とをそれぞれ位置合わせする。この際、マスク基材４３、５０が設計値通りに高い精度で形成されている場合、図１０（ａ）に示すように、マスク基材の上下において、それぞれ位置決め孔４４、４９が同芯上に位置するようにマスク基材４３、５０を位置合わせする。
【００４６】
ところが、製造誤差により、例えば、位置決め孔４４、４９の短軸Ｙ方向の形成位置が設計値から微妙にずれている場合も考えられる。この場合、図１０（ｂ）に示すように、上下の位置決め孔４４、４９の位置関係を相互にバランスさせた状態に位置合わせする。ここでは、上側の位置決め孔４４、４９の位置関係と、下側の位置決め孔４４、４９の位置関係とが、長軸Ｘおよび短軸Ｙの両方に対して対称となるように、マスク基材４３、５０を位置合わせする。
【００４７】
上記工程によりマスク基材４３、５０間の位置決めが終了した後、図１１に示すように、これらマスク基材を保持した状態で両マスク基材４３、５０を密着固定する。この場合、両マスク基材４３、５０は重複部の全面で、ほぼ密着した状態に固定することが望ましく、その固定には拡散接合や、レーザーまたは抵抗による溶接などの手法を用いる。ここでは、レーザー溶接が最も実用的であり望ましい。図１１に×印で示すように、溶接の場合、マスク基材５０の有効部２１内には、少なくとも数点の固定点が配置される。
【００４８】
溶接固定した後、マスク基材４３、５０を治具から取り外し、両マスク基材を所定形状にプレス成形する。これにより、主マスク１４および補助マスク２０を一体に備えたシャドウマスク７が形成される。プレス成形されたシャドウマスク７は、その後、マスクフレーム８に固定される。これにより、シャドウマスク構体６が完成する。
【００４９】
一方、カラー陰極線管の製造工程では、パネル内面に蛍光体スクリーンを形成する際、パネル内面に蛍光体を塗布した後、シャドウマスク構体６をパネルに装着した状態で蛍光体の露光工程を行う。この場合、図１２および図１３に示すように、シャドウマスク構体６が組み込まれたパネル１を露光装置の露光台５２上にセットする。露光台５２の内側には、パネル１に向けて露光光Ｌを照射する光源５４、および光源とパネルとの間に配置された補正レンズ群５６が配置されている。
【００５０】
露光工程において、光源５４から放出された露光光Ｌは、補正レンズ群５６を通過した後、シャドウマスク７の有効部に形成された多数の開孔１２、４２を通過し、パネル１内面に塗布された蛍光体層５８を露光する。この際、露光光Ｌは、蛍光体層の範囲のみに照射されるわけではなく、蛍光体層の範囲を越えてマスクフレーム８の底面でカットされる部分（最大範囲）までは照射される。
【００５１】
この時、シャドウマスク７の位置決め孔４４、４９が主マスク１４および補助マスク２０の有効部１３、２１に形成されていると、露光光Ｌは位置決め孔を通過し、蛍光体層５８の不要な箇所を露光してしまう。そのため、蛍光体スクリーンに不要な発光部が形成されてしまう。このような状態でカラー陰極線管を動作させた場合、露光時と同様、電子ビームも位置決め孔４４、４９を通過し、不要発光部に衝突する。これにより、カラー陰極線管の有効画面の上下に不要に発光点が発生し、観察者とって非常に目障りとなる。
【００５２】
これに対して、本実施の形態によれば、シャドウマスク７の位置決め孔４４、４９は、それぞれ主マスク１４のスカート部１７および補助マスク２０のスカート部２４に形成されている。そのため、図１３に示すように、露光時、露光光Ｌがマスクフレーム８にカットされない範囲（最大範囲）まで到達しても、位置決め孔４４、４９を通過した露光光は、管軸方向に延びるフレーム側壁に遮られパネル１内面に到達することは無い。従って、位置決め孔４４、４９に起因する不要な発光部が形成されることがなく、良好な蛍光面を形成することができる。
【００５３】
また、フレーム側壁の高さが低いマスクフレーム８を用いた場合でも、位置決め孔４４、４９に起因して形成される発光部は、パネル１の表示面ではなく、パネルのスカート部２内面に形成される。そのため、カラー陰極線管を動作させても、不要発光部が観察者から見えることがなく、問題とならない。
【００５４】
以上のように構成されたカラー陰極線管およびその製造方法によれば、補助マスクを設けることにより、シャドウマスクの最も変形しやすい画面中央近傍の変形を抑制することが可能となり、マスク曲面強度を向上させることができる。これにより、シャドウマスクの変形や、振動による画像の劣化を防止し、画像品位の向上したカラー陰極線管を得ることができる。
【００５５】
また、主マスクおよび補助マスクに形成された位置きめ孔を互いに異なる孔径とすることにより、位置合わせ時、互いの位置関係を容易にかつ正確に認識することができる。そのため、主マスクと補助マスクとの位置あわせに掛かる時間を大幅に短縮できるとともに、主マスクと補助マスクとを高い精度で位置合わせすることができる。
【００５６】
なお、位置決め孔４４、４９は、円形に限らず、三角形、楕円、多角形等、任意の形状とすることができる。また、主マスク１４側の位置決め孔４４を補助マスク２０の位置決め孔４９よりも大きな孔径としてもよい。この場合、主マスク１４側から位置決め孔４４、４９を観察しながら、主マスクおよび補助マスクの位置合わせを行う。
【００５７】
各位置決め孔は、１つの孔に限らず、複数の孔を組合わせて構成してもよい。図１４に示す他の実施の形態によれば、主マスク１４のスカート部１７に設けられた位置決め孔４４は、その中心が長軸Ｘ方向に一列に並んだ３つの孔により構成されている。すなわち、この３つの孔は、例えば、楕円形の第１小孔４４ａと、第１小孔の両側に等間隔を置いて位置した一対の楕円形の第１大孔４４ｂとを有している。
【００５８】
同様に、補助マスク２０のスカート部２４に設けられた位置決め孔４９は、その中心が長軸Ｘ方向に一列に並んだ３つの孔により構成されている。すなわち、この３つの孔は、例えば、楕円形の第２大孔４９ａと、第２大孔の両側に位置した一対の楕円形の第２小孔４９ｂと、を有している。第２大孔４９ａは、第１小孔４４ａよりも大きな径に形成されている。また、第２大孔４９ａの中心と各第２小孔４９ｂの中心との間隔は、主マスク１４側の第１小孔４４ａの中心と第１大孔４４ｂの中心との間隔と等しく設定されている。
【００５９】
上記のように構成された位置決め孔４４、４９を用いて主マスク１４および補助マスク２０を位置合わせする場合、まず、前述した実施の形態と同様に、主マスク１４の短軸Ｙ領域に重ねて補助マスク２０を配置する。続いて、補助マスク２０側から位置決め孔４４、４９を観察しながら、位置決め孔４４、４９が一致するように、補助マスク２０および主マスク１４を相対的に微小変位させ位置調整する。
【００６０】
すなわち、図１５（ａ）に示すように、位置決め孔４４、４９がずれている場合、例えば、補助マスク２０を微小変位させ、図１５（ｂ）に示すように、第１小孔４４ａの中心と各第２小孔４９ｂの中心との間隔ａおよびｂが互いに等しく（ａ＝ｂ）なるように、また、短軸Ｙ方向に沿った第１小孔４４ａと第２小孔４９ｂとの間隔ｈがゼロとなり、第１小孔４４ａおよび一対の第２小孔４９ｂが長軸Ｘ方向に沿って一列に並ぶように、位置合わせする。なお、この位置合わせは、前述した実施の形態と同様に、プレス成形前のマスク基材の状態で行う。そして、位置決め孔４４、４９を正確に一致させることにより、主マスク１４の開孔と、補助マスクの開孔とを正確に一致させることができる。
なお、上記他の実施の形態において、他の構成は前述した実施の形態と同一であり、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
ここで、上記構成の主マスク１４および補助マスク２０を位置合わせする際、主マスクの上下に設けられた位置決め孔４４と、補助マスクの上下に設けられた位置決め孔４９とをそれぞれ位置合わせする。この際、主マスク１４および補助マスク２０が設計値通りに高い精度で形成されている場合、図１６（ａ）に示すように、マスクの上下において、それぞれ第１小孔４４ａの中心と各第２小孔４９ｂの中心との間隔が互いに等しくなるように、また、短軸Ｙ方向に沿った第１小孔４４ａと第２小孔４９ｂとの間隔がゼロとなり、第１小孔４４ａおよび一対の第２小孔４９ｂが長軸Ｘ方向に沿って一列に並ぶように、位置合わせする。
【００６２】
ところが、製造誤差により、例えば、位置決め孔４４、４９の短軸Ｙ方向の形成位置が設計値から微妙にずれている場合も考えられる。この場合、図１６（ｂ）に示すように、上下の位置決め孔４４、４９の位置関係を相互にバランスさせた状態に位置合わせする。ここでは、上側の位置決め孔４４、４９の位置関係と、下側の位置決め孔４４、４９の位置関係とが、長軸Ｘおよび短軸Ｙの両方に対して対称となるように、マスク基材４３、５０を位置合わせする。
【００６３】
上記のように構成された位置決め孔４４、４９を有したシャドウマスクにおいても、主マスクと補助マスクとの位置合わせ時、それぞれの位置決め孔の外形または、中心を容易に、かつ、確実に把握する事ができる。従って、１回あたりの位置調整の精度が向上し、結果的に位置合せを行う時間の短縮、および位置合わせ精度の向上が可能となる。
【００６４】
上記他の実施の形態において、位置決め孔の各小孔および大孔は楕円形に限らず、円形等の他の形状としてもよい。また、主マスク１４側の位置決め孔４４を第２大孔および一対の第２小孔で構成し、補助マスク２０側の位置決め孔４９を第１小孔および一対の第１大孔で構成してもよい。
【００６５】
その他、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では補助マスク２０を主マスク１４の蛍光体スクリーン側に配置した構成について説明したが、補助マスク２０を主マスク１４の電子銃側に配置した構成としてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、シャドウマスクのマスク強度が高く良好な画像品位を得られるとともに、主マスクと補助マスクとを短時間でかつ高い精度で位置合わせすることができ、製造が容易なカラー陰極線管およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管の長軸を含む断面図。
【図２】上記カラー陰極線管の短軸を含む断面図。
【図３】上記カラー陰極線管におけるシャドウマスク構体を示す分解斜視図および電子ビーム通過孔を示す平面図。
【図４】図３に示すシャドウマスクの長軸方向に沿った断面図。
【図５】図３に示すシャドウマスクの短軸方向に沿った断面図。
【図６】上記シャドウマスクの主マスクおよび補助マスクを拡大して示す断面図。
【図７】上記主マスク用および補助マスク用のマスク基材をそれぞれ示す平面図。
【図８】上記主マスク用マスク基材に補助マスク用マスク基材を重ねて配置した状態を示す平面図。
【図９】上記主マスク用マスク基材の位置決め孔と、上記補助マスク用マスク基材の位置決め孔との重なり状態を示す平面図。
【図１０】マスク基材に位置決め孔が設計値通りに形成されている場合と、端軸方向に僅かにずれている場合との、位置決め孔の相互関係を模式的に示す図。
【図１１】位置決め固定された上記マスク基材を示す平面図。
【図１２】上記マスク構体の組み込まれたパネルの露光装置および露光工程を示す断面図。
【図１３】図１１の一部を拡大して示す断面図。
【図１４】この発明の他の実施の形態に係るカラー陰極線管における主マスクおよび補助マスクの位置決め孔をそれぞれ示す平面図。
【図１５】上記他の実施の形態において、主マスクと補助マスクとの位置合わせ工程を示す平面図。
【図１６】上記他の実施の形態において、マスク基材に位置決め孔が設計値通りに形成されている場合と、端軸方向に僅かにずれている場合との、位置決め孔の相互関係を模式的に示す図。
【符号の説明】
１…パネル
５…蛍光体スクリーン
６…シャドウマスク構体
７…シャドウマスク
８…マスクフレーム
９Ｂ、９Ｇ、９Ｒ…電子ビーム
１０…電子銃
１４…主マスク
２０…補助マスク
１２、４２…開孔
１３、２１…有効部
１７、２４…スカート部
４４、４９…位置決め孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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