JP2004281111A

JP2004281111A - Manufacturing method of shadow mask, and shadow mask

Info

Publication number: JP2004281111A
Application number: JP2003067908A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 亨高橋; Takuya Mashita; 拓也真下; Hiroyuki Oda; 裕之織田; Takeshi Nakayama; 剛士中山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a shadow mask having high mask strength and capable of providing excellent image quality, and to provide a shadow mask manufactured by the method. <P>SOLUTION: This shadow mask 7 is composed by stacking a main mask 14 and an auxiliary mask 20 on each other. The auxiliary mask is composed by forming a plurality of electron beam passing holes corresponding to a part of an effective part of the main mask, and has: an effective part formed in a stripe-like shape using a minor axis as its longitudinal direction; and a pair of non-effective parts formed by being extended to both sides of the effective part along the minor axis direction to be superimposed on the non-effective part of the main mask. In manufacturing the auxiliary mask, the electron beam passing holes and the outer contour of the auxiliary mask are formed by etching a thin plate, and at least the longitudinal edges of the effective part out of the outer contour of the auxiliary mask are formed by etching penetrating the thin plate. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管に用いるシャドウマスクの製造方法およびシャドウマスクに関する。
【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、および遮光層からなる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、この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て、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】
シャドウマスクの蛍光体スクリーンと対向する有効面には、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。そして、シャドウマスクは、各開孔により電子銃から放出された３電子ビームを選別して、蛍光体スクリーンを構成する３色蛍光体層に入射させる構造に形成されている。シャドウマスクの開孔形状には、大別して円形状と矩形状の２種類がある。文字や図形を表示するディスプレイ管では、主として円形状孔を有したシャドウマスクが用いられ、一般家庭で用いられる民生用カラー受像管には、主として矩形状孔を有したシャドウマスクが用いられている。
【０００４】
近年、パソコン、オフコン、ＥＷＳの端末として、フラットパネルディスプレイの使用割合が増加しているが、ディスクトップとしては、未だに陰極線管が大量に使用されている。一方、一般家庭用カラー受像管としては、大型化の方向で、人間工学的な見地から、外光の反射が少なくかつ画像歪の少ない平坦なパネル外面を有するフラットスクエア管が主流となっている。また、最近では、画像を表示するパネルの外表面を板ガラス同様のほぼ完全なフラット形状とした完全フラット管が好評を博しており、今後のカラー受像管の主流をなすと考えられている。
【０００５】
一般に、蛍光体スクリーンと対向するシャドウマスクの有効面は、パネルの内面形状に対応した形状に形成され、フラットスクエア管のシャドウマスクは、従来のカラー受像管のシャドウマスクよりも曲率が小さく、完全フラット管では、さらにその曲率が小さくフラット化する。
【０００６】
そのため、フラット管の場合、次のような問題点がある。上記したように、フラット管の場合、マスク曲率が小さいため、シャドウマスク自体がその自重または外力によって変形し易く、マスク曲面を維持することが難しい。その結果、シャドウマスクは、電子銃から放出され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。
【０００７】
このような問題を解決する手段として補助マスクによるシャドウマスクのマスク強度向上の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、シャドウマスク本体である主マスクの短軸を含む領域に帯状の補助マスクが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可能となる。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できる。
【０００８】
一方、シャドウマスクは、通常、以下の方法により製造される。すなわち、シャドウマスクは多数の開孔を有していることから、これら多数の開孔を工業的に効率良く得るため、エッチングによってシャドウマスクを製造する方法がとられている。このエッチングには様々な手法があり、シャドウマスクを製造するに当たっては主に２つの方法が取られている。１つは両面エッチングと呼ばれる１ステップエッチングの手法であり、もう一つは２段エッチングと呼ばれる２ステップエッチングの手法である。いずれの方法でも、帯状の金属薄板をエッチングし、多数の開孔およびシャドウマスクの輪郭を形成する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１９７９８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述の２枚のシャドウマスクを貼り合せたカラー受像管においては、次のような課題がある。通常、シャドウマスクをエッチングで形成する際、シャドウマスクの輪郭も同時に形成している。この際、シャドウマスク輪郭を完全にエッチングしてしまうと帯状の金属薄板からシャドウマスク本体が抜け落ちてしまう。そのため、輪郭の一部にハーフエッチングと呼ばれる部分的なエッチングを施し、輪郭の一部が金属薄板と繋がった状態に維持する。そして、エッチング終了後、シャドウマスクをその輪郭に沿って金属薄板からむしりとるピックオフを行う。この際、多数の開孔が形成されている主マスクに関しては、ハーフエッチにより分離される部分はビーム通過孔が配置されていない部分、すなわち無効部である。この部分は、その後、プレス成型によりシャドウマスクのスカート部を形成するため、ピックオフにより多少変形したとしても問題とならない。
【００１１】
しかし、画面の短軸近傍に配置される補助マスクに関しては、上記ハーフエッチング部を補助マスクの輪郭全周に渡って配置すると、ピックオフ時に補助マスクの輪郭の一部が変形し、補助マスクの有効径を変形させるといった問題があった。このような変形が発生した状態で補助マスクを主マスクに重ねて配置した場合、変形した部分が主マスクと密着せず、その結果、表示画面上に不要な補助マスクの影が発生してしまう。
【００１２】
また、ピックオフは基本的に引きちぎりによる分離であるために、補助マスクの有効径端の直線性が悪く、ぎざぎざした状態になっていた。そのため、正確に補助マスクを配置したとしても、補助マスクの有効径端の形状により、不要な影が発生するといった問題もある。
【００１３】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、マスク強度が高く良好な画像品位を得られるシャドウマスクの製造方法およびシャドウマスクを提供することにある。
【００１４】
【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のシャドウマスクの製造方法は、
多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と、上記有効部の周囲に位置した非有効部と、上記有孔部の中心を通る長軸と、上記中心を通り上記長軸と直交した短軸と、を有した主マスクと、
上記主マスクの有効部に重ねて設けられているとともに、上記主マスクの有効部の一部に対応した複数の電子ビーム通過孔が形成され、上記短軸を長手方向とする帯状に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非有効部に重ねて設けられた一対の非有効部と、を有した補助マスクと、を具備したシャドウマスクの製造方法において、
薄板をエッチングして上記補助マスクの電子ビーム通過孔および外形輪郭を形成し、上記補助マスクの外形輪郭の内、少なくとも上記有効部の上記長軸方向端縁を上記薄板を貫通するエッチングにより形成することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明の他の態様に係るカラー陰極線管のシャドウマスクは、多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有効部と、上記有効部の周囲に位置した非有効部と、上記有孔部の中心を通る長軸と、上記中心を通り上記長軸と直交した短軸と、を有した主マスクと、
上記主マスクの有効部に重ねて固定されているとともに、上記主マスクの有効部の一部に対応した複数の電子ビーム通過孔が形成され、上記短軸を長手方向とする帯状に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非有効部に重ねて設けられた一対の非有効部と、を有し、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシャドウマスクの製造方法により製造された補助マスクと、を具備したことを特徴としている。
【００１６】
上記のように構成されたシャドウマスクの製造方法およびシャドウマスクによれば、補助マスクのエッチング時、補助マスクの長軸方向の有効部端縁をエッチングにより貫通形成している。そのため、エッチング後、補助マスクを薄板から引き剥がした場合でも、補助マスクの長軸方向の有効部端縁が変形してしまうことがなく、補助マスクの変形に起因する不要な影が画面上に発生することは皆無となる。また、エッチングで有効部端縁を形成できるため、この端縁の直線性を良好とし、不要な影の発生を防止することが可能となる。
【００１７】
【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係るシャドウマスクを備えた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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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に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。
【００２１】
ネック４内には長軸Ｘ上に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。
【００２２】
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複し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。
【００２３】
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。なお、無孔部１６およびスカート部１７は非有効部を構成している。
【００２４】
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、この直線状に配置された複数個の開孔からなる開孔列が、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。
【００２５】
図６に示すように、各開孔１２の断面形状は、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。
【００２６】
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。短軸Ｙ方向には複数個の開孔１２が０．６ｍｍの配列ピッチで直線状に配置され、この短軸方向の複数個の開孔からなる開孔列の長軸方向間隔は、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。
【００２７】
開孔１２において、大孔１９ａの幅方向の開孔寸法は、短軸Ｙ上で０．４６ｍｍ、長軸Ｘ方向周辺で０．５０ｍｍ、小孔１９ｂの幅方向の開孔寸法は、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。
【００２８】
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、有効部１３の全域ではなく短軸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、その長手方向が、主マスク１４の短軸Ｙと一致して設けられている。
【００２９】
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が設けられた有効部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。なお、無孔部２３およびスカート部２４は非有効部を構成している。
【００３０】
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密着した状態で固定されている。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。補助マスクの有効部内には、少なくとも数点の固定点が配置されている。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。
【００３１】
補助マスク２０は、主マスク１４と同じくインバー材から構成され、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方向に幅ＬＨ１と、主マスク１４の長軸Ｘ方向の長さＬＨ３との比は、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。
【００３２】
補助マスク２０の各開孔４２は、有効部２１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４２が有効部２１の短軸Ｙ方向にブリッジ４５を介して直線状に配置され、この直線状に配置された複数個の開孔からなる開孔列が、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。
【００３３】
図６に示すように、各開孔４２の断面形状は、有効部２１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２６ａ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２６ｂと、を連通した連通孔によって構成されている。補助マスク２０と主マスク１４とは、補助マスク２０の小孔２６ｂ側の表面と主マスク１４の大孔１９ａ側の表面とが密着するように接合されている。なお、補助マスク２０の周辺では、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、インバー材の薄板をエッチング加工することにより、所定の外形輪郭を有した平坦な主マスク用の第１マスク基材５０を形成する。第１マスク基材５０は、電子ビーム通過孔である多数の開孔が所定のピッチで形成された有効部１３およびその周辺に位置した非有効部からなり、非有効部には舌片部３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成されている。
【００３６】
同様に、インバー材の薄板をエッチング加工することにより、所定の外形輪郭を有した平坦な補助マスク用の第２マスク基材５５を形成する。第２マスク基材５５は、多数の開孔が所定の径およびピッチで形成された有効部２１、およびその両端側に位置した非有効部からなり、非有効部には舌片部３４ｂが形成されている。また、マスク基材５０、５５には図示しない位置決め孔が形成されている。
【００３７】
次に、マスク基材の形成方法、特に、エッチングにより第２マスク基材５５を形成する方法について説明する。エッチングには、シャドウマスクの小孔側と大孔側を同時に形成する両面エッチングと、小孔側と大孔側を別々に形成する２段エッチングとがあるが、ここでは両面エッチングを例にして説明する。
【００３８】
図８に示すように、シャドウマスク素材である金属薄板として帯状に形成されたインバー材の薄板６０を用意し、この薄板６０により第２マスク基材５５を形成する。図９に示す製造装置の一例を用いて製造工程を説明する。まず、エッチング前の帯状の薄板６０は、取り扱いが容易いようにロール状に巻き取られ、巻出機６２に装着される。
【００３９】
巻出機６２から引出された帯状の薄板６０は、薄板にテンションを与えるバックテンション装置６３を通って塗布装置６４に入る。この塗布装置６４により、薄板６０の両面に感光性樹脂、例えば感光剤を含むレジストを塗布し、レジスト膜を被着形成する。次いで、薄板６０は露光装置６６に入り、ここで、所定のシャドウマスクパターンを介してレジスト膜の所定部を露光する。更に、薄板６０は現像装置６８に送られ、ここでレジスト膜を現像処理し、開孔されるべき大孔部分と小孔部分、および第２マスク基材５５の外形輪郭部分のレジスト膜を除去して素材面を露出させる。
【００４０】
続いて、薄板６０はエッチングチャンバ７０内に入り、ここで薄板の両面にエッチング液をスプレイし、所定の第２マスク基材５５のパターンにエッチングする。薄板６０が鉄を主成分とする材質の場合、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液により両面側からエッチングし、所定の開孔を貫通形成するとともに、第２マスク基材５５の外形輪郭を形成する。
【００４１】
図８に示すように、本実施の形態では、帯状の薄板６０に対して、それぞれ長手方向が薄板６０の長手方向と一致した複数の第２マスク基材、例えば、３つの第２マスク基材５５を薄板の幅方向に並べてパターニングする。そして、有効部１３に相当する領域に多数の開孔４２をエッチングにより貫通形成するとともに、第２マスク基材５５の外形輪郭をエッチングにより形成する。その際、第２マスク基材５５の外形輪郭の内、有効部１３の長軸Ｘ端側の両側縁１３ａに相当する部分、および、舌片部を形成するためのノッチ部分３５を、薄板６０の両面側からエッチングし、図８（ｂ）に示すように、貫通形成する。
【００４２】
また、第２マスク基材５５の外形輪郭において、残りの部分の少なくとも一部、例えば、非有効部の直線状部分３７は、薄板６０の片面側からのみエッチングしたハーフエッチング処理を施し、図８（ｃ）に示すように、板厚が薄くなった非貫通状態に形成する。図８（ａ）では、第２マスク基材５５の外形輪郭の内、フルエッチングにより貫通形成された部分１３ａ、３５を実線、ハーフエッチングにより形成された部分３７を破線でそれぞれ示している。
【００４３】
エッチングが終了した後、図９に示すように、薄板６０は第１水洗チャンバ７２に入り、ここでエッチング液が洗い流される。次いで、薄板６０はレジスト剥離チャンバ７４に入り、ここでアルカリ溶液によって残存レジスト膜が除去された後、第２水洗チャンバ７６に入り、ここでアルカリ溶液が洗い流される。更に、薄板６０は、乾燥炉７８を通り乾燥された後、ピックオフ装置８４を介して走行駆動装置８０のリール８２に巻き取られる。走行駆動装置８０は、バックテンション装置６３と共同して帯状の薄板６０を走行させ、その際、薄板が所定の張力を保ちながら、かつその幅方向中心がエッチングチャンバ７０、第１水洗チャンバ７２、レジスト剥離チャンバ７４、第２水洗チャンバ７６のセンター付近を通るように走行させる。
【００４４】
図１０に示すように、ピックオフ装置８４は、薄板６０の搬送路と平行な方向に並んで設けられた複数の剥離ローラ８６を有し、また、走行駆動装置８０のリール８２は、走行路に対して垂直方向下方に配置されている。薄板６０は、最上流側に設けられた剥離ローラ８６ａを通過した後、垂直方向下方に方向転換されリール８２に巻き取られる。この際、エッチングにより外輪郭が形成された各第２マスク基材５５は、剥離ローラ８６ａの位置で、その外形輪郭に沿って薄板６０から分離され、複数の剥離ローラ８６により水平方向に送られる。すなわち、ピックオフ装置８４は第２マスク基材５５と帯状の薄板６０とを分離させるために、不要となった部分を第２マスク基材の周囲から毟り取る。この際、各第２マスク基材５５の外形輪郭の内、フルエッチングにより貫通形成された部分１３ａ、３５は勿論、ハーフエッチングにより形成された部分３７も板厚が薄く形成されている。そのため、ピックオフ装置８４により第２マスク基材５５を薄板６０から容易に引き剥がすことができる。以上の構成により第２マスク基材５５を連続的に形成する。
【００４５】
一方、第１マスク基材５０についても上記と同様の工程により形成する。その際、開孔１２をフルエッチングにより貫通形成するとともに、第１マスク基材５０の外形輪郭の内、少なくとも一部をフルエッチングにより貫通形成し、他の部分をハーフエッチングにより非貫通状態に形成する。
上記のようにして得られた第１および第２マスク基材５０、５５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た後、位置決め装置に装填される。そして、第１および第２マスク基材５０、５５を互いに所定位置に位置決めした後、両マスク基材５０、５５を密着固定する。第１および第２マスク基材５０、５５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とができる。ここでは、レーザー溶接が最も実用的であり望ましい。
【００４６】
溶接固定した後、第１および第２マスク基材５０、５５を位置決め装置から取り外し、両マスク基材を同時に所定の形状にプレス成形する。これにより、シャドウマスク７が得られる。プレス成形されたシャドウマスク７は、通常のカラー受像管を製造する場合と同様に、表面に酸化膜を形成するマスク黒化処理を経た後、マスクフレーム８に固定する。
【００４７】
以上のように構成されたカラー陰極線管およびシャドウマスク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、結果的に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。
【００４８】
また、シャドウマスクの製造においては、補助マスク２０の有効部側縁を形成する長軸Ｘ方向の有効部端を予めエッチングにより貫通した状態とし、その後、帯状の薄板から切り離す構成としている。そのため、ピックオフ装置８４により補助マスク２０の有効部側縁を薄板６０から引き剥がす必要がなく、結果として、補助マスク有効部の長軸Ｘ方向端部は変形することが皆無となる。また、補助マスク２０の外形輪郭の一部はハーフエッチにより形成しているため、補助マスクの製造工程中に帯状の薄板から補助マスクが抜け落ちてしまうことは無い。
【００４９】
従って、補助マスク２０を主マスク１４に固定した際、補助マスク有効部端縁の浮き上がりを防止し、画面上における不要な影の発生を防止することができる。同時に、エッチングにより補助マスク有効部の長軸Ｘ方向端を形成することにより、この端部の直線性が格段に向上する。以上のことから、本製造方法により製造されたシャドウマスクにより、良好な画像品位を保持することが可能となる。
【００５０】
なお、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。上述した実施の形態において、複数の第２マスク基材を帯状の薄板の幅方向に並べてパターニングする構成としたが、図１１に示すように、それぞれ長手方向が薄板６０の幅方向に延びる第２マスク基材５５を薄板６０の長手方向に並べてパターニングする構成としてもよい。
【００５１】
また、図１２に示すように、帯状の薄板６０に主マスク用の第１マスク基材５０に対応した外形輪郭８８を形成し、この輪郭の内側に、複数の第２マスク基材５５を複数並べてパターニングしてもよい。この場合、第１マスク基材５０に対応した外形輪郭８８は、舌片部３４ａ、３４ｂ、３４ｃの部分をフルエッチングにより貫通形成し、他の部分をハーフエッチングにより板厚を薄くした状態に形成する。そして、ピックオフ装置８４により、外形輪郭８８に沿ってこの外形輪郭の内側部分８８ａを薄板６０から引き離す。その後、引き離した内側部分８８ａから、他のピックオフ装置あるいは手動により、複数の第２マスク基材５５を外形輪郭に沿って引き離す。これにより、複数の第２マスク基材５５を形成する。
【００５２】
なお、図１１および図１２に示す実施に形態において、前述した実施の形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、図１１および図１２に示す実施に形態においも前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
また、補助マスクの非有効部の外形輪郭において、ハーフエッチング部分は上述した実施の形態に限らず、必要に応じて変更可能である。更に、上述した実施の形態では補助マスク２０が主マスク１４の電子銃側に配置された構成について説明したが、補助マスク２０は主マスク１４の蛍光体スクリーン側に配置された構成としてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、マスク強度を向上させつつ、画面上に不要な影を発生させず、良好な画像を得ることが可能とシャドウマスクの製造方法、およびシャドウマスク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を示す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】上記補助マスク用マスク基材の製造工程において、帯状の薄板に複数のマスク基材をパターニングした状態を示す平面図、および輪郭部分を示す断面図。
【図９】上記補助マスク用マスク基材の製造装置を概略的に示す図。
【図１０】上記製造装置におけるピックオフ装置部分を示す斜視図。
【図１１】この発明の他の実施の形態において、帯状の薄板に複数のマスク基材をパターニングした状態を示す平面図。
【図１２】この発明の更に他の実施の形態において、帯状の薄板に複数のマスク基材をパターニングした状態を示す平面図。
【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、１０…電子銃、
１４…主マスク、２０…補助マスク、１２、４２…開孔、
１３、２１…有効部、５０…第１マスク基材、５５…第２マスク基材、
６０…薄板、８４…ピックオフ装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a shadow mask used for a color cathode ray tube and a shadow mask.
[0002]
[Prior art]
Generally, a color cathode ray tube includes a vacuum envelope including a panel having a substantially rectangular effective portion, a funnel connected to the panel, and a cylindrical neck connected to a small diameter portion of the funnel. I have. On the inner surface of the effective portion of the panel, a phosphor screen composed of a three-color phosphor layer in the form of a dot or stripe that emits blue, green, and red light and a light-shielding layer is formed. A shadow mask is arranged in the vacuum envelope so as to face the phosphor screen, an electron gun for emitting three electron beams is arranged in the neck, and a funnel is formed from the outer periphery of the neck. A deflection yoke is mounted on the outer peripheral surface of the deflecting member.
[0003]
A large number of openings functioning as electron beam passage holes are formed on the effective surface of the shadow mask facing the phosphor screen. The shadow mask is formed in such a structure that three electron beams emitted from the electron gun through the respective apertures are selected and made incident on the three-color phosphor layer constituting the phosphor screen. The aperture shape of the shadow mask is roughly classified into two types: a circular shape and a rectangular shape. In a display tube for displaying characters and figures, a shadow mask having a circular hole is mainly used, and in a consumer color picture tube used in ordinary households, a shadow mask having a rectangular hole is mainly used. .
[0004]
In recent years, flat panel displays have been increasingly used as personal computers, office computers, and EWS terminals, but cathode ray tubes are still used in large quantities as desktops. On the other hand, from the viewpoint of ergonomics, a flat square tube having a flat panel outer surface with little reflection of external light and little image distortion has become the mainstream as a general home color picture tube in the direction of enlargement. . Recently, a completely flat tube in which the outer surface of a panel for displaying an image has an almost completely flat shape similar to a sheet glass has gained popularity, and is considered to be the mainstream of color picture tubes in the future.
[0005]
In general, the effective surface of the shadow mask facing the phosphor screen is formed in a shape corresponding to the inner surface shape of the panel, and the flat square tube shadow mask has a smaller curvature than the conventional color picture tube shadow mask and is completely In a flat tube, the curvature is further reduced and flattened.
[0006]
Therefore, the flat tube has the following problems. As described above, in the case of a flat tube, since the mask curvature is small, the shadow mask itself is easily deformed by its own weight or external force, and it is difficult to maintain the mask curved surface. As a result, it becomes difficult for the shadow mask to accurately select an electron beam emitted from the electron gun and to make it incident on a predetermined portion of the phosphor screen, thereby causing a color shift.
[0007]
As a means for solving such a problem, attempts have been made to improve the mask strength of a shadow mask using an auxiliary mask. For example, according to the color cathode ray tube disclosed in Patent Literature 1, a band-shaped auxiliary mask is provided so as to overlap a region including a short axis of a main mask which is a shadow mask body. By fixing the auxiliary mask to the main mask, it is possible to prevent mask strength from being deteriorated due to flattening and high resolution. Therefore, deformation of the mask curved surface due to external force can be prevented, and color shift can be prevented.
[0008]
On the other hand, a shadow mask is usually manufactured by the following method. That is, since the shadow mask has a large number of openings, a method of manufacturing the shadow mask by etching is employed in order to industrially efficiently obtain the large number of openings. There are various methods for this etching, and two methods are mainly used for manufacturing a shadow mask. One is a one-step etching method called double-sided etching, and the other is a two-step etching method called two-step etching. In either method, a strip-shaped sheet metal is etched to form a large number of apertures and the outline of a shadow mask.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-197989 A
[Problems to be solved by the invention]
The color picture tube in which the two shadow masks are bonded has the following problems. Usually, when the shadow mask is formed by etching, the outline of the shadow mask is also formed at the same time. At this time, if the contour of the shadow mask is completely etched, the shadow mask body falls off from the strip-shaped metal sheet. Therefore, a partial etching called half etching is performed on a part of the outline, and the part of the outline is maintained in a state of being connected to the metal sheet. After the etching is completed, a pick-off is performed to peel the shadow mask from the thin metal plate along the contour. At this time, with respect to the main mask in which a large number of openings are formed, the portion separated by the half-etch is a portion where no beam passage hole is arranged, that is, an ineffective portion. Since this portion forms the skirt portion of the shadow mask by press molding thereafter, there is no problem even if the portion is slightly deformed by pick-off.
[0011]
However, with respect to the auxiliary mask arranged near the short axis of the screen, if the half-etched portion is arranged over the entire periphery of the outline of the auxiliary mask, a part of the outline of the auxiliary mask is deformed at the time of pick-off, and the auxiliary mask becomes effective. There was a problem of deforming the diameter. When the auxiliary mask is placed on the main mask in a state where such deformation has occurred, the deformed portion does not adhere to the main mask, and as a result, unnecessary shadow of the auxiliary mask is generated on the display screen. .
[0012]
Further, since the pick-off is basically a separation by tearing, the linearity of the effective diameter end of the auxiliary mask is poor, and the auxiliary mask is in a jagged state. Therefore, even if the auxiliary mask is accurately arranged, there is a problem that an unnecessary shadow is generated due to the shape of the effective diameter end of the auxiliary mask.
[0013]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a shadow mask and a shadow mask capable of obtaining high image quality with high mask strength.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a shadow mask for a color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention includes:
A substantially rectangular effective portion having a large number of electron beam passage holes formed therein, an ineffective portion located around the effective portion, a major axis passing through the center of the perforated portion, and the major axis passing through the center. A main mask having a short axis orthogonal to
A plurality of electron beam passage holes corresponding to a part of the effective portion of the main mask are formed, and formed in a strip shape having the short axis as a longitudinal direction, while being provided so as to overlap the effective portion of the main mask. An auxiliary mask having an effective portion, and a pair of non-effective portions extending on both sides of the effective portion along the short axis direction and provided so as to overlap with the non-effective portion of the main mask. In the method for manufacturing a mask,
The thin plate is etched to form an electron beam passage hole and an outer contour of the auxiliary mask, and at least the long-side edge of the effective portion of the outer contour of the auxiliary mask is formed by etching through the thin plate. It is characterized by:
[0015]
Also, a shadow mask of a color cathode ray tube according to another aspect of the present invention includes a substantially rectangular effective portion having a large number of electron beam passage holes formed therein, an ineffective portion located around the effective portion, A major mask having a major axis passing through the center of the perforated portion, and a minor axis passing through the center and orthogonal to the major axis,
Along with being fixed on the effective portion of the main mask, a plurality of electron beam passage holes corresponding to a part of the effective portion of the main mask are formed, and formed in a band shape having the short axis as a longitudinal direction. 6. An effective portion, comprising: a pair of ineffective portions extending on both sides of the effective portion along the short axis direction and provided so as to overlap with the ineffective portion of the main mask. And an auxiliary mask manufactured by the method for manufacturing a shadow mask according to any one of (1) to (3).
[0016]
According to the shadow mask manufacturing method and the shadow mask configured as described above, at the time of etching the auxiliary mask, the edge of the effective portion in the long axis direction of the auxiliary mask is penetrated by etching. Therefore, even if the auxiliary mask is peeled off from the thin plate after the etching, the edge of the effective portion in the longitudinal direction of the auxiliary mask is not deformed, and unnecessary shadow due to the deformation of the auxiliary mask is displayed on the screen. Nothing will happen. Further, since the edge of the effective portion can be formed by etching, it is possible to improve the linearity of the edge and prevent the generation of unnecessary shadows.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a color cathode ray tube having a shadow mask according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the color cathode ray tube includes an envelope 9 formed of glass, and the envelope has a rectangular panel 1 having a skirt portion 2 at a peripheral portion, and a panel 1 having a skirt portion 2. And a neck 4 extending from a small-diameter portion of the funnel 3. A phosphor screen 5 is formed on the inner surface of the panel 1. The phosphor screen 5 is composed of a phosphor layer of three colors of a dot shape or a stripe shape, and a light shielding layer.
[0018]
The envelope 9 has a tube axis Z passing through the center of the panel 1 and the center of the neck 4, a long axis (horizontal axis) X extending perpendicular to the tube axis, and perpendicular to the tube axis and the long axis. It has an extended short axis (vertical axis) Y.
[0019]
When a 32-inch wide type color cathode ray tube having a screen aspect ratio of 16: 9 and a screen effective diameter of 76 cm is taken as an example, the outer surface of the panel 1 has a substantially flat radius of curvature of 100,000 mm. The inner surface of the panel 1 has a cylindrical shape with a radius of curvature of about 7,000 mm on the X axis and along the X axis and a radius of curvature of about 1,500 mm on the Y axis along the Y axis.
[0020]
In the envelope 9, a shadow mask structure 6, which is a color selection electrode, is disposed so as to face the phosphor screen 5. The shadow mask structure 6 has a shadow mask 7 in which a large number of openings serving as electron beam passage holes are formed, and a mask frame 8 having a rectangular frame shape having an L-shaped cross section and supporting a peripheral portion of the shadow mask 7. ing. The shadow mask structure 6 is supported inside the panel 1 by engaging an elastic support 30 provided on a side wall of the mask frame 8 with a stud pin 32 embedded in the skirt portion 2 of the panel. The opening shape of the electron beam passage hole formed in the shadow mask 7 is formed in a rectangular shape or a circular shape depending on the use.
[0021]
An electron gun 10 that emits three electron beams 9R, 9G, and 9B arranged in-line on the major axis X is disposed in the neck 4. In the color cathode ray tube, the electron beams 9R, 9G, and 9B emitted from the electron gun 10 are deflected by a deflection yoke 11 attached to the outside of the funnel 3, and the phosphor screen 5 is passed through a shadow mask structure 6. The image is displayed by scanning horizontally and vertically.
[0022]
Next, the configuration of the shadow mask 7 will be described in detail. As shown in FIGS. 3 to 5, the shadow mask 7 is formed in a substantially rectangular shape as a whole, has a major axis X and a minor axis Y corresponding to the envelope, and the tube axis Z is located at the center of the shadow mask. Passing through. In addition, the shadow mask 7 includes a main mask 14 and an auxiliary mask 20 that is attached to a part of the main mask so as to be partially overlapped.
[0023]
The main mask 14 is arranged to face the inner surface of the panel 1 and has a substantially rectangular mask main surface 40 formed in a predetermined curved surface shape, and a peripheral portion of the mask main surface along the tube axis Z direction. And a skirt portion 17 formed by bending to the gun side. The mask main surface 40 has a rectangular effective portion 13 in which a large number of openings 12 functioning as electron beam passage holes are formed, and a substantially rectangular frame shape which is located so as to surround the effective portion and has no openings. And a non-porous portion 16 of The non-porous portion 16 and the skirt portion 17 constitute an ineffective portion.
[0024]
Each opening 12 of the main mask 14 is formed in a substantially rectangular shape whose width direction is the long axis X direction of the effective portion 13. A plurality of apertures 12 are linearly arranged via a bridge 15 in the short axis Y direction of the effective portion 13, and an aperture row including the plurality of apertures linearly arranged is a long axis. A large number of rows are provided at a predetermined array pitch PH in the X direction.
[0025]
As shown in FIG. 6, the cross-sectional shape of each opening 12 has a substantially rectangular large hole 19 a opened on the surface of the effective portion 13 on the phosphor screen 5 side, and an opening formed on the surface of the effective portion 13 on the electron gun 10 side. And a substantially rectangular small hole 19b. The opening 12 is formed such that the center position C1 of the large hole 19a is offset by Δ toward the periphery of the effective portion relative to the center position C2 of the small hole 19b as going toward the periphery of the effective portion 13. A so-called Offsen mask. This is to prevent the electron beam from passing through the small hole 19b and then colliding and reflecting on the side surface within the plate thickness of the main mask 14, thereby suppressing unnecessary light emission on the screen. Direction and the major axis X direction are offset.
[0026]
As the main mask 14, a metal material such as an invar material (Fe-36% Ni alloy) known as a low expansion material and having a plate thickness of about 0.1 to 0.25 mm can be used. In a specific example, the main mask 14 is formed of an invar material having a plate thickness of 0.22 mm. In the short axis Y direction, a plurality of apertures 12 are linearly arranged at an arrangement pitch of 0.6 mm. They are arranged at a variable pitch of 0.75 mm in the vicinity of Y and 0.82 mm in the periphery of the major axis X direction, and increase as approaching the periphery of the major axis direction.
[0027]
In the opening 12, the opening size in the width direction of the large hole 19a is 0.46 mm on the short axis Y, 0.50 mm around the long axis X direction, and the opening size in the width direction of the small hole 19b is the short axis. It is 0.18 mm above and 0.20 mm around the major axis. When the electron beam enters the opening 12 around the major axis X direction at an angle of 46 °, the eccentricity of the large hole with respect to the small hole around the major axis direction is 0.06 mm.
[0028]
On the other hand, as shown in FIGS. 3 to 5, the auxiliary mask 20 is formed in a long and narrow strip shape, and on the surface of the main mask 14 on the phosphor screen 5 side, not in the entire area of the effective portion 13 but in the area including the short axis Y. They are fixed in layers. The auxiliary mask 20 is provided so that its longitudinal direction coincides with the minor axis Y of the main mask 14.
[0029]
The auxiliary mask 20 has a width LH1 along the major axis X direction smaller than the major axis direction length LH2 of the effective portion 13 of the main mask 14, and has a length along the minor axis Y direction in the same direction as the main mask 14. It is formed almost equal in length. The auxiliary mask 20 has an effective portion 21 provided with a large number of openings 42 functioning as electron beam passage holes, a non-porous portion 23 located outside the effective portion 21 at both ends in the longitudinal direction of the auxiliary mask, and And a pair of skirt portions 24 extending from both the non-porous portions 23 in both end directions. In addition, the non-porous portion 23 and the skirt portion 24 constitute an ineffective portion.
[0030]
The auxiliary mask 20 is in close contact with the main mask in a state where the effective portion 21, the non-porous portion 23, and the skirt portion 24 overlap with the effective portion 13, the non-porous portion 16, and the skirt portion 17 of the main mask 14, respectively. Fixed. For the fixing, a technique such as diffusion bonding called crimping or welding by laser or resistance can be used. At least several fixed points are arranged in the effective portion of the auxiliary mask. As a result, the region on the minor axis Y of the main mask 14 has a double structure.
[0031]
The auxiliary mask 20 is made of an invar material similarly to the main mask 14, and has a plate thickness of about 0.25 mm. The ratio of the width LH1 in the major axis X direction of the auxiliary mask 20 to the length LH3 in the major axis X direction of the main mask 14 is approximately 1 to 5. Therefore, the auxiliary mask 20 is fixed to a region of about one fifth of the length of the main mask 14 in the major axis X direction, and has a double structure.
[0032]
Each opening 42 of the auxiliary mask 20 is formed in a substantially rectangular shape having the width direction in the long axis X direction of the effective portion 21. A plurality of apertures 42 are linearly arranged in the short axis Y direction of the effective portion 21 via the bridge 45, and a row of the plurality of linearly arranged apertures is a long axis. A large number of rows are provided at a predetermined array pitch PH in the X direction.
[0033]
As shown in FIG. 6, the cross-sectional shape of each opening 42 has a substantially rectangular large hole 26a opened on the surface of the effective portion 21 on the phosphor screen 5 side, and an opening formed on the surface of the effective portion 21 on the electron gun 10 side. And a substantially rectangular small hole 26b. The auxiliary mask 20 and the main mask 14 are joined so that the surface of the auxiliary mask 20 on the small hole 26b side and the surface of the main mask 14 on the large hole 19a side are in close contact. In the vicinity of the auxiliary mask 20, it is preferable to perform off-sensing in which the center of the large hole 26a on the phosphor screen side is shifted toward the mask peripheral side from the center of the small hole 25b on the electron gun side. Further, the shape and the arrangement interval of the openings 42 formed in the effective portion 21 of the auxiliary mask 20 can be appropriately set within a range that functions as a shadow mask. .
[0034]
As shown in FIG. 3, the skirt portion 17 of the main mask 14 and the skirt portion 24 of the auxiliary mask 20 are formed with a plurality of tongue pieces 34a, 34b, and 34c functioning as welds, respectively. On the other hand, the mask frame 8 is arranged outside the skirt 17 so as to surround the skirt 17 of the main mask 14. The shadow mask 7 is fixed to the mask frame 8 by welding the vicinity of the free ends of the tongue pieces 34a to 34c to the inner surface of the mask frame 8. The tongue pieces 34a to 34c absorb the difference in the coefficient of thermal expansion between the shadow mask 7 and the mask frame 8 by being elastically deformed.
[0035]
Next, a method of manufacturing the shadow mask 7 configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 7, a flat first mask base material 50 for a main mask having a predetermined outer shape is formed by etching a thin plate of Invar material. The first mask substrate 50 includes an effective portion 13 in which a large number of apertures, which are electron beam passage holes, are formed at a predetermined pitch and an ineffective portion located around the effective portion 13. The ineffective portion includes a tongue piece 34a. , 34b and 34c are formed.
[0036]
Similarly, by etching a thin plate of Invar material, a second mask base material 55 for a flat auxiliary mask having a predetermined outer contour is formed. The second mask base material 55 includes an effective portion 21 having a large number of openings formed at a predetermined diameter and pitch, and ineffective portions located at both ends thereof, and a tongue piece 34b is formed in the ineffective portion. Have been. Further, positioning holes (not shown) are formed in the mask base materials 50 and 55.
[0037]
Next, a method of forming a mask base material, particularly a method of forming the second mask base material 55 by etching will be described. The etching includes two-sided etching in which the small hole side and the large hole side of the shadow mask are simultaneously formed, and two-step etching in which the small hole side and the large hole side are separately formed. explain.
[0038]
As shown in FIG. 8, a thin plate 60 of an invar material formed in a band shape as a metal thin plate as a shadow mask material is prepared, and the second mask base material 55 is formed from the thin plate 60. The manufacturing process will be described using an example of the manufacturing apparatus shown in FIG. First, the strip-shaped thin plate 60 before etching is wound up in a roll shape so as to be easily handled, and attached to the unwinding machine 62.
[0039]
The strip-shaped thin plate 60 drawn from the unwinder 62 enters the coating device 64 through a back tension device 63 that applies tension to the thin plate. With this coating device 64, a photosensitive resin, for example, a resist containing a photosensitive agent is applied to both surfaces of the thin plate 60, and a resist film is formed. Next, the thin plate 60 enters the exposure device 66, where a predetermined portion of the resist film is exposed through a predetermined shadow mask pattern. Further, the thin plate 60 is sent to a developing device 68, where the resist film is developed, and the resist film in the large hole portion and the small hole portion to be opened and the resist film in the outer contour portion of the second mask base material 55 are removed. To expose the material surface.
[0040]
Subsequently, the thin plate 60 enters the etching chamber 70, where an etching solution is sprayed on both surfaces of the thin plate to etch into a predetermined pattern of the second mask base material 55. When the thin plate 60 is made of a material containing iron as a main component, the thin plate 60 is etched from both sides with an etchant containing ferric chloride as a main component, a predetermined opening is formed through the opening, and the outer contour of the second mask base material 55 is formed. To form
[0041]
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, a plurality of second mask bases, for example, three second mask bases, each having a longitudinal direction coinciding with the longitudinal direction of the thin plate 60, are provided for the strip-shaped thin plate 60. 55 are arranged in the width direction of the thin plate and patterned. Then, a large number of openings 42 are formed in a region corresponding to the effective portion 13 by etching, and the outer contour of the second mask base material 55 is formed by etching. At this time, of the outer contour of the second mask base material 55, the portions corresponding to the both side edges 13a on the long axis X end side of the effective portion 13 and the notch portion 35 for forming the tongue piece portion are formed into a thin plate 60. Then, etching is performed from both sides, and a through hole is formed as shown in FIG.
[0042]
In addition, in the outer contour of the second mask base material 55, at least a part of the remaining portion, for example, the linear portion 37 of the ineffective portion is subjected to a half-etching process in which etching is performed only from one side of the thin plate 60, and FIG. As shown in (c), the sheet is formed in a non-penetrating state with a reduced thickness. In FIG. 8A, in the outer contour of the second mask base material 55, the portions 13a and 35 penetrated by full etching are shown by solid lines, and the portion 37 formed by half etching is shown by broken lines.
[0043]
After the etching is completed, as shown in FIG. 9, the thin plate 60 enters the first washing chamber 72, where the etchant is washed away. Next, the thin plate 60 enters the resist stripping chamber 74 where the remaining resist film is removed by the alkaline solution, and then enters the second washing chamber 76 where the alkaline solution is washed away. Further, after the thin plate 60 is dried through the drying furnace 78, the thin plate 60 is wound around the reel 82 of the traveling drive device 80 via the pick-off device 84. The traveling drive device 80 travels the strip-shaped thin plate 60 in cooperation with the back tension device 63. At this time, the thin plate maintains a predetermined tension, and the center in the width direction is the etching chamber 70, the first washing chamber 72, It is made to run so as to pass near the center of the resist stripping chamber 74 and the second washing chamber 76.
[0044]
As shown in FIG. 10, the pick-off device 84 has a plurality of peeling rollers 86 provided side by side in a direction parallel to the transport path of the thin plate 60, and the reel 82 of the travel driving device 80 It is arranged vertically below. After passing through the peeling roller 86 a provided on the most upstream side, the thin plate 60 is turned vertically downward and wound on the reel 82. At this time, each of the second mask base materials 55 having the outer contour formed by etching is separated from the thin plate 60 along the outer contour at the position of the peeling roller 86a, and is sent in a horizontal direction by the plurality of peeling rollers 86. . That is, in order to separate the second mask base material 55 from the strip-shaped thin plate 60, the pick-off device 84 tears off an unnecessary portion from the periphery of the second mask base material. At this time, of the outer contour of each second mask base material 55, not only the portions 13a and 35 formed through through by full etching but also the portion 37 formed by half etching have a small thickness. Therefore, the second mask substrate 55 can be easily peeled off from the thin plate 60 by the pick-off device 84. With the above configuration, the second mask base material 55 is continuously formed.
[0045]
On the other hand, the first mask substrate 50 is also formed by the same steps as described above. At this time, the opening 12 is formed by penetrating by full etching, and at least a part of the outer contour of the first mask base material 50 is formed by penetrating by full etching, and the other part is formed by non-perforating by half etching. I do.
The first and second mask base materials 50 and 55 obtained as described above are subjected to an annealing treatment and then loaded into a positioning device in order to improve press formability. Then, after positioning the first and second mask base materials 50 and 55 at predetermined positions with respect to each other, the two mask base materials 50 and 55 are tightly fixed. It is desirable that the first and second mask base materials 50 and 55 be fixed in a state of being substantially in close contact with each other over the entire overlapping portion, and a technique such as diffusion bonding or welding by laser or resistance can be used for the fixing. . Here, laser welding is the most practical and desirable.
[0046]
After welding and fixing, the first and second mask bases 50 and 55 are removed from the positioning device, and both mask bases are simultaneously press-formed into a predetermined shape. Thereby, the shadow mask 7 is obtained. The press-molded shadow mask 7 is fixed to a mask frame 8 after undergoing a mask blackening process for forming an oxide film on the surface, as in the case of manufacturing a normal color picture tube.
[0047]
According to the method for manufacturing the color cathode ray tube and the shadow mask configured as described above, by providing the auxiliary mask, it is possible to suppress the deformation of the shadow mask near the center of the screen where deformation is most likely to occur. The strength of the mask curved surface can be improved. Thereby, it is possible to prevent the deformation of the shadow mask and the deterioration of the image due to the vibration, and to obtain a color cathode ray tube with improved image quality.
[0048]
In the manufacture of the shadow mask, the end of the effective portion of the auxiliary mask 20 in the long axis X direction, which forms the side edge of the effective portion, is made to penetrate in advance by etching and then cut off from the strip-shaped thin plate. Therefore, it is not necessary to peel off the side edge of the effective portion of the auxiliary mask 20 from the thin plate 60 by the pick-off device 84, and as a result, the end portion of the effective portion of the auxiliary mask in the long axis X direction is not deformed at all. In addition, since a part of the outer contour of the auxiliary mask 20 is formed by half etching, the auxiliary mask does not fall off from the strip-shaped thin plate during the manufacturing process of the auxiliary mask.
[0049]
Therefore, when the auxiliary mask 20 is fixed to the main mask 14, the edge of the effective portion of the auxiliary mask can be prevented from rising, and unnecessary shadows on the screen can be prevented. At the same time, by forming the end of the effective portion of the auxiliary mask in the major axis X direction by etching, the linearity of this end is significantly improved. From the above, it is possible to maintain good image quality by using the shadow mask manufactured by the present manufacturing method.
[0050]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. In the above-described embodiment, the plurality of second mask base materials are arranged in the width direction of the strip-shaped thin plate and patterned. However, as shown in FIG. 11, the second mask base materials extend in the width direction of the thin plate 60 in the second direction. The mask base material 55 may be arranged in the longitudinal direction of the thin plate 60 and patterned.
[0051]
Further, as shown in FIG. 12, an outer contour 88 corresponding to the first mask base 50 for the main mask is formed on the strip-shaped thin plate 60, and a plurality of second mask bases 55 are provided inside the contour. Patterning may be performed side by side. In this case, the outer contour 88 corresponding to the first mask substrate 50 is formed in a state in which the tongue pieces 34a, 34b, and 34c are formed by penetrating through full etching and the other parts are reduced in thickness by half etching. I do. Then, the pick-off device 84 separates the inner portion 88 a of the outer contour from the thin plate 60 along the outer contour 88. Thereafter, the plurality of second mask base materials 55 are separated from the separated inner portion 88a along the outer contour by another pick-off device or manually. Thus, a plurality of second mask base materials 55 are formed.
[0052]
In the embodiments shown in FIGS. 11 and 12, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the same operation and effect as in the above-described embodiment can be obtained.
[0053]
Further, in the outer contour of the ineffective portion of the auxiliary mask, the half-etched portion is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as necessary. Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the auxiliary mask 20 is disposed on the electron gun side of the main mask 14 has been described. However, the auxiliary mask 20 may be disposed on the phosphor screen side of the main mask 14.
[0054]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to obtain a good image while improving the mask strength without generating unnecessary shadows on a screen, and a method of manufacturing a shadow mask. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view including a major axis of a color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view including a short axis of the color cathode ray tube.
FIG. 3 is a perspective view showing a shadow mask and a plan view showing electron beam passage holes in the color cathode ray tube.
FIG. 4 is a cross-sectional view along the major axis direction of the shadow mask shown in FIG.
FIG. 5 is a sectional view of the shadow mask shown in FIG. 3 along the minor axis direction.
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a main mask and an auxiliary mask of the shadow mask.
FIG. 7 is a plan view showing mask base materials for the main mask and the auxiliary mask.
FIG. 8 is a plan view showing a state in which a plurality of mask base materials are patterned on a strip-shaped thin plate in a process of manufacturing the mask base material for an auxiliary mask, and a cross-sectional view showing a contour portion.
FIG. 9 is a view schematically showing an apparatus for manufacturing a mask base material for the auxiliary mask.
FIG. 10 is a perspective view showing a pick-off device in the manufacturing apparatus.
FIG. 11 is a plan view showing a state in which a plurality of mask base materials are patterned on a strip-shaped thin plate in another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view showing a state in which a plurality of mask base materials are patterned on a strip-shaped thin plate in still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... panel, 5 ... phosphor screen, 6 ... shadow mask structure,
7: shadow mask, 8: mask frame, 10: electron gun,
14: main mask, 20: auxiliary mask, 12, 42: aperture,
13, 21 ... effective part, 50 ... first mask base material, 55 ... second mask base material,
60: thin plate, 84: pick-off device

Claims

A shadow mask for a color cathode ray tube,
A substantially rectangular effective portion having a large number of electron beam passage holes formed therein, an ineffective portion located around the effective portion, a major axis passing through the center of the perforated portion, and the major axis passing through the center. A main mask having a short axis orthogonal to
A plurality of electron beam passage holes corresponding to a part of the effective portion of the main mask are formed, and formed in a strip shape having the short axis as a longitudinal direction, while being provided so as to overlap the effective portion of the main mask. An auxiliary mask having an effective portion, and a pair of non-effective portions extending on both sides of the effective portion along the short axis direction and provided so as to overlap the non-effective portion of the main mask. In the method for manufacturing a mask,
The thin plate is etched to form an electron beam passage hole and an outer contour of the auxiliary mask, and at least the long-side edge of the effective portion of the outer contour of the auxiliary mask is formed by etching through the thin plate. A method of manufacturing a shadow mask.

When etching the thin plate, at least a part of the outline of the ineffective portion of the auxiliary mask is formed by half etching, and after the etching, the auxiliary mask is peeled off from the thin plate along the outline. The method for manufacturing a shadow mask according to claim 1, wherein:

3. A shadow according to claim 1, wherein a long and thin strip-shaped thin plate is prepared, and a plurality of auxiliary masks whose longitudinal direction coincides with the longitudinal direction of the thin plate are formed by etching while being arranged in the width direction of the thin plate. Manufacturing method of mask.

3. The method of manufacturing a shadow mask according to claim 1, wherein an elongated strip-shaped thin plate is prepared, and a plurality of auxiliary masks are arranged and etched by arranging the thin mask in a state in which a longitudinal direction thereof coincides with a width direction of the thin plate. .

A main mask outline corresponding to the outline of the main mask and an outline outline of a plurality of auxiliary masks located inside the main mask outline are formed on the thin plate by etching, and the main mask outline is formed along the main mask outline. 5. The method of manufacturing a shadow mask according to claim 3, wherein the plurality of auxiliary masks are peeled along the outer contour from the inner part of the main mask contour after peeling an inner part of the thin plate from the thin plate. Method.

A shadow mask for a color cathode ray tube,
A substantially rectangular effective portion having a large number of electron beam passage holes formed therein, an ineffective portion located around the effective portion, a major axis passing through the center of the perforated portion, and the major axis passing through the center. A main mask having a short axis orthogonal to
A plurality of electron beam passage holes corresponding to a part of the effective portion of the main mask are formed, and formed in a strip shape having the short axis as a longitudinal direction, while being provided so as to overlap the effective portion of the main mask. 6. An effective portion, comprising: a pair of ineffective portions extending on both sides of the effective portion along the short axis direction and provided so as to overlap with the ineffective portion of the main mask. An auxiliary mask manufactured by the method for manufacturing a shadow mask according to claim 1,
A shadow mask, comprising: