JP3419783B2 - 一軸伸張収束マスクを具えたカラー陰極線管 - Google Patents

一軸伸張収束マスクを具えたカラー陰極線管

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカラー陰極線管（CRT）に関するものであ
り、さらに具体的に云えば、一軸伸張集束マスク（unia
xial tension focus mask）を具えたカラーCRTおよびこ
のようなマスクを作るために使用される材料に関するも
のである。
発明の背景 従来のシャドウマスク型式のカラーCRTは、一般に、
排気された外囲器を有し、該外囲器の内部に色の群をな
して周期的な順序で配列された３つの異なる発光色の螢
光体素子を有する発光スクリーンと、該スクリーンに向
けて指向された３本の集中電子ビームを発生する手段
と、上記スクリーンとビーム発生手段との間に配置され
たマスキングプレートのような色選択構体とを具えてい
る。このマスキングプレートはスクリーンを遮蔽するパ
ララックスバリヤとして作用する。入射電子ビームの集
中角が異なることにより、電子ビームの通過部分により
正しい発光色の螢光体素子を励起することができる。シ
ャドウマスク型式のCRTの欠点は、スクリーンの中心部
分でマスキングプレートがビーム電流の約18〜22％を除
く全てを遮断する点であり、換言すれば、マスキングプ
レートは僅か約18〜22％の透過率しかもっていない点で
ある。従って、マスキングプレート中の開孔の面積はマ
スキングプレートの面積の約18〜22％にすぎない。マス
キングプレートに付帯する集束磁界は存在しないので、
スクリーンの対応部分は電子ビームによって励起され
る。
スクリーンの上記励起される部分の寸法を増大させる
ことなく色選択電極の透過率を大きくするためには、後
段偏向集束色選択構体を必要とする。このような構体の
集束特性により大きなアパチャー開孔を採用することが
可能になり、従来のシャドウマスクを使用した場合に得
られるよりも大きな電子ビーム透過率を実現することが
できる。このような構体の１つが1964年11月６日付けで
公告されたソニー出願の特公昭39−24981号公報に開示
されている。この公告された発明の構体では、相互に直
交するリード線をこれらの交点で絶縁物によって固定
し、電子ビームが通過する大きな窓開孔を形成してい
る。このような構体の１つの欠点は、交叉するリード線
が絶縁物に対して僅かなシールド効果を与え、そのため
偏向された電子ビームが絶縁物に衝突し、この絶縁物を
静電的に荷電することである。静電的に荷電された絶縁
物は窓開孔を通過する電子ビームの通路に歪を与え、電
子ビームと螢光体スクリーン素子との間に誤整合を生じ
させる。この構体の他の欠点は絶縁物の機械的破損によ
り交叉した格子状リード線間で電気的短絡が生じるとい
う点である。上記の日本国特許公報に記載された発明の
欠点の幾つかを解消した他の色選択電極集束構体が1984
年４月17日にリップ（Lipp）氏に与えられた米国特許第
4,443,499号明細書に開示されている。米国特許第4,44
3,499号明細書に開示された構体は、第１の電極として
複数の長方形貫通孔を有する厚みが約0.15mm（６ミル）
のマスキングプレートを使用している。金属製のリッジ
が開孔の列を分離している。金属製リッジの頂部には適
当な絶縁コーティングが施されている。絶縁コーティン
グの上には金属化コーティングが施されており、マスキ
ングプレートと金属化コーティングに適当な電位が供給
されたとき、必要な電子ビームの集束を行なう第２の電
極が形成される。この他に1987年３月17日にタムタス
（Tamutus）氏に与えられた米国特許第4,650,435号明細
書に開示されているように、第１の電極を形成する金属
マスキングプレートの一方の表面からエッチングを行っ
て平行な溝を形成し、その溝に絶縁材料をデポジットし
て絶縁性リッジを形成するように隆起させる。マスキン
グプレートを露光、現像、エッチングする一連の各工程
によってさらに処理して、支持プレート上に存在する絶
縁性材料のリッジ相互間に開孔を形成する。絶縁性材料
のリッジの頂部を金属化することによって第２の電極が
形成される。上記の２つの米国特許の発明は先の日本国
特許公報記載の発明の欠点であった間隔を保って設けら
れた導体間の電気的短絡の問題を解消することができる
が、上記米国特許明細書に記載の発明で使用されている
有孔マスキングプレートは電子ビームの透過を減少させ
るかなりの寸法の各交叉部材をもっている。さらにマス
キングプレートは、依然として偏向された電子ビームが
絶縁材料のリッジ部に衝突し、このリッジ部を静電的に
荷電するような厚みである。従って、従来の構体の欠点
をさらに解消した集束マスク構体を必要とする。このよ
うな集束マスク構体が1995年７月26日付で出願され出願
係属中のノスカー（R.K.Nosker）氏他の米国特許出願第
08/509,321号（RCA 87639）明細書に開示されている。
この出願の明細書に開示された構成は、CRTのスクリー
ンの有効画像領域を横切って延びる厚みが約0.051MM
（２ミル）の間隔を保って設けられた複数の第１金属ス
トランドを有している。第１金属ストランドの厚みにほ
ゞ等しい厚みをもった実質的に連続する第１の絶縁物層
が上記第１金属ストランドのスクリーンに対向する側の
上に配置されている。第２の絶縁物層が第１の絶縁物層
上に形成されており、これによって第１金属ストランド
と実質的に直交する複数の第２金属ストランドを第１絶
縁物層に容易に固定することができる。第２の絶縁物層
は第１の絶縁物層の約半分の厚みをもっている。
発明の概要 本発明は、内部に少なくとも１本の電子ビームを発生
するための電子銃を具えた排気された外囲器を有するカ
ラー陰極線管に関するものである。外囲器内にはさらに
内表面上に螢光体のラインが形成された発光スクリーン
を有するフェースプレートパネルが設けられている。間
隔を置いて設けられた複数の第１金属ストランドを有す
る一軸伸張集束マスクが、スクリーンの有効画像領域に
隣接して配置されている。第１金属ストランド相互間の
間隔は、スクリーンの螢光体ラインと実質的に平行な複
数のスロットを特定している。スクリーンの有効画像領
域を横切る第１の金属ストランドの各々は、そのスクリ
ーンと対向する側に実質的に連続する第１絶縁物層を有
している。第２の絶縁物層が第１の絶縁物層上に重畳し
て形成されている。複数の第２金属ストランドは第１金
属ストランドと実質的に直交する方向に配置されてお
り、且つ上記第２の絶縁物層によって上記第１金属スト
ランドに取り付けられている。第１の絶縁物層は第１金
属ストランドの熱膨張係数に実質的に等しいかあるいは
これよりも小さい熱膨張係数をもっている。第２の絶縁
物層は第１の絶縁物層の熱膨張係数と実質的に等しい熱
膨張係数をもっている。
図面の簡単な説明 以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
図１は本発明を実施したカラーCRTの一部を軸におけ
る断面で示す平面図である。
図２は図１のCRTで使用される一軸伸張集束マスクフ
レーム構体の平面図である。
図３は図２の３−３線に沿って見たマスクフレーム構
体の正面図である。
図４は図２の円４内に示す一軸伸張集束マスクの拡大
部分図である。
図５は図４の５−５線に沿う一軸伸張集束マスクおよ
び発光スクリーンの断面図である。
図６は図５の円６内の一軸伸張集束マスクの一部の拡
大図である。
図７は図５の円７内の一軸伸張集束マスクの他の部分
の拡大図である。
発明の詳細な説明 図１にはガラス外囲器11を有するカラーCRT10が示さ
れており、該ガラス外囲器11は長方形のファネル15によ
って結合された長方形のフェースプレートパネル12と管
状ネック14とを含んでいる。ファネル15には、第１陽極
ボタン16に接続され、これからネック14にまで延びる内
部導電性コーティング（図示せず）が形成されている。
第１陽極ボタン16と反対側に配置された第２陽極ボタン
17は導電性コーティングに接続されていない。パネル12
は円筒状観察フェースプレート18と、ガラスフリット21
によってファネル15に封着された周縁フランジすなわち
側壁20とからなっている。３色発光螢光体スクリーン22
はフェースプレート18の内面上に保持されている。スク
リーン22は図５に詳細に示されている線状スクリーン
で、該スクリーン22は３組をなして配列された多数の赤
発光螢光体ラインＲ、緑発光螢光体ラインＧ、および青
発光螢光体ラインＢを含み、各３組は３色の各々の螢光
体ラインを含んでいる。吸光性マトリックス23が螢光体
ラインを分離していることが望ましい。スクリーン22上
にアルミニウムの薄い導電層24が形成されていることが
好ましく、該導電層24は螢光体素子から発光された光を
観察用フェースプレート18を通して反射させると同時に
スクリーン22に一様な第１陽極電位を与える手段として
作用する。多数の開孔が形成された円筒状色選択電極す
なわち一軸伸張集束マスク25が、スクリーン22と所定の
間隔を保ってパネル12内に通常の手段によって取外し可
能に取り付けられている。図１には点線で概略的に示し
た電子銃26がネック14内に中心を合せて取付けられてお
り、該電子銃26は３本のインライン電子ビーム28、すな
わち中心ビームと２本の側部すなわち外側ビームを発生
し、これらの電子ビームをマスク25を経てスクリーン22
に向かう集中路に沿って指向させる。ビーム28のインラ
インの方向は紙面に対して垂直の方向である。
図１のCRTは、ファネルとネックとの接合部近くに示
すヨーク30のような外部磁界偏向ヨークと共に使用され
るように設計されている。ヨーク30が付勢されると、該
ヨークは３本の電子ビームに磁界を作用させ、スクリー
ン22上に長方形のラスタを形成するように上記電子ビー
ムを水平方向および垂直方向に走査させる。一軸伸張集
束マスク25は、図２に示されている約0.05mm（２ミル）
の厚みの金属の薄い長方形のシートで作られており、２
つの長辺32、34と２つの短辺36、38をもっている。マス
ク25の２つの長辺32、34はCRTの中心の長軸Ｘと平行で
あり、２つの短辺36、38はCRTの中心の短軸Ｙと平行で
ある。
マスク25は、該マスク25の周辺を特定する図２の中央
部の点線内にあり、スクリーン22の有効画像領域に隣接
し且つそれと重なり合う開孔部分をもっている。図４に
示すように、一軸伸張集束マスク25は複数の細長い第１
金属ストランド40を有し、各金属ストランド40はその横
方向の寸法すなわち幅が約0.3mm（12ミル）で、実質的
に等しい間隔のスロット42によって分離されている。各
スロットの幅は約0.55mm（21.5ミル）で、各スロットは
CRTの単軸Ｙおよびスクリーン22の螢光体ラインと平行
である。対角線方向の寸法が68cm（27V）のカラーCRTで
は、約600本の第１金属ストランド40が存在する。各ス
ロット42はマスクの長辺32から図４には示されていない
他方の長辺34にまで伸延している。マスク25のフレーム
44は図１乃至図３に示されており、２本のトーション
（torsion）チューブすなわち湾曲部材46、48、２本の
張力アームすなわち直線状部材50、52からなる４個の主
要部材を具備している。２本の湾曲部材46および48は互
に平行であり、また長軸Ｘと平行である。図３に示すよ
うに各直線状部材50および52は２個の重なりあった部
品、すなわち部材54および56を有し、これらの各部材5
4、56はＬ字状断面を有している。重なりあった部材5
4、56は、互に重なりあった部分で溶接されている。部
材54および56の各端部は湾曲部材46および48の一方の端
部に取り付けられている。湾曲部材46および48の曲率は
一軸集束マスク25の円筒状曲率に整合している。一軸伸
張集束マスク25の長辺32、34は、当該マスクに必要な張
力を与える２個の湾曲部材46、48間で溶接されている。
マスク25をフレーム44に溶接する前にマスク材料は、窒
素および酸素の制御された雰囲気中で約500℃で１時間
加熱され、その間にマスク材料に張力を加えることによ
りプレストレスが与えられ且つ黒色化される。フレーム
44とマスク材料が互に溶接により結合されると、一軸伸
張集束マスク構体が構成される。
図４および図５を参照すると、各々が約0.025mm（１
ミル）の直径をもった複数の第２金属ストランド60が第
１金属ストランド40と実質的に直交して配置されてお
り、両者は第１金属ストランド40の各々のスクリーンに
対向する側に形成された絶縁物62によって一定の間隔に
保たれている。第２金属ストランド60は、マスク25に対
して第２の陽極電位、すなわち集束電位を容易に供給す
ることができる交叉部材を構成している。第２金属スト
ランド60として好ましい材料はペンシルベニア州 リー
ディング（Reading,PA）にあるカーペンター テクノロ
ジー（Carpenter Technology）から市販されているHyMu
80ワイヤーである。隣接する第２ストランド60相互間の
垂直方向の間隔すなわちピッチは約0.41mm（16ミル）で
ある。マスキングプレートの電子ビーム透過率を大幅に
低下させるかなりの寸法をもった従来技術で述べられて
いる交叉部材と違って、比較的薄い上記第２金属ストラ
ンド60はその電子ビームの透過率に悪影響を与えること
なく本発明による一軸伸張集束マスク25に対して主たる
集束機能を与えることができる。ここで説明されている
一軸伸張集束マスク25はスクリーンの中心部で約60％の
マスク透過率を実現することができ、第２金属ストラン
ド60に供給される第２の陽極電圧すなわち集束電圧ΔＶ
は、約30kVの第１の陽極電圧に対して約1kV以下の電圧
だけ上記第１金属ストランド40に供給される第１の陽極
電圧と異なっている必要がある。
図４および図５に示されている絶縁物62は、第１金属
ストランド40の各々のスクリーンに対向する側の上に実
質的に連続して配置されている。第２金属ストランド60
を第１金属ストランド40から電気的に絶縁するために、
上記第２金属ストランド60は絶縁物62に結合されてい
る。図６に示されているように、絶縁物62の各々は少な
くとも２層に形成されている。第１の絶縁物層64はマス
ク25の材料に整合した熱膨張係数と収縮特性をもった適
当な材料で形成される。さらに第１の絶縁物層64に使用
される材料は比較的低い融解温度をもつ必要があり、こ
れによってこの第１の絶縁物層は約450℃乃至500℃の温
度範囲で流動し、焼成され、マスクのストランドに接着
することができる。しかしながら、絶縁物の材料は、約
450℃乃至500℃に上げられた温度で行われるCRTのフェ
ースプレートパネル12をファネル15にフリット封着する
期間中安定でなければならない。さらに第１の絶縁物層
64は4000V/mm（100V/ミル）以上の絶縁破壊強度と、10
13Ω−cm以上の体積電気抵抗率と、1013Ω／□以上の表
面電気抵抗率をもつものでなければならない。第１の絶
縁物層64はまた十分な機械的強度と弾性係数をもってお
り、しかも処理および動作期間中のガス放出が低くなけ
ればならない。さらにこの第１の絶縁物層64はCRTの発
光環境において長期にわたって上記の機能上の諸特性を
保持していなけらばならない。
第２の絶縁物層66は化学的、電気的、さらに機械的に
第１の絶縁物層64と適合するものでなければならない。
第２の絶縁物層66は良好な流動特性をもち、フェースプ
レートパネル12をファネル15にフリット封着する間安定
しており、また第２金属ストランド60に良好に接着する
ものである必要がある。第２の絶縁物層66はまた下にあ
る第１の絶縁物層64中のあらゆる欠陥を封止する。２種
の絶縁物層64および66についてのみ説明したが、互に適
合し且つ下の第１金属ストランド40と適合するものであ
る限り、必要に応じてさらに別の層を使用し得ることは
明らかである。
マスク25用として適した材料には、120〜160×10-7/
℃の範囲の熱膨張係数（COE）をもった高熱膨張、低炭
素鋼、40〜60×10-7/℃の範囲の熱膨張係数をもった鉄
−コバルト−ニッケル合金、例えばコバール（KOVAR
（登録商標））のような中熱膨張合金、および15〜30×
10-7/℃の範囲の熱膨張係数をもった鉄−ニッケル合
金、例えばアンバー（INVAR（登録商標））のような低
熱膨張合金が含まれる。
第１の絶縁物層64を形成するために使用される良好な
電気的特性をもった適当な材料が次の表Ｉにリストアッ
プされている。
表Ｉにリストアップされたガラス質（vitreous）およ
び失透化（devitrifying）ソルダー（solder）ガラスを
除いて他の材料系は前述の500℃の範囲外の公称処理温
度をもっているが、これらの材料系は表Ｉの最後の備考
欄に略述した方法で第１の絶縁物層として使用するため
に適用することができる。失透化ソルダーガラスは特定
の温度で溶解して相当に高い結晶含有量をもった絶縁物
を形成し、また同じ温度あるいはそれ以下の温度で再溶
解しないものである。一方、ガラス質ソルダーガラスは
結晶ガラス絶縁物を形成しない。
表Ｉに示したソルダーガラスと組み合わせて使用でき
る充填材が次の表IIにリストアップされている。
上記の３つの金属膨張の範囲に対して適合した膨張絶
縁物を合成する好ましい方法が表IIIに概説されてい
る。
マスク24の第１金属ストランド40に適用するための表
Ｉに示す絶縁物に対する処理方法は絶縁物の選択に依存
する。絶縁物適用パラメータの幾つかの例が表IVに示さ
れている。
例Ｉ 一軸伸張集束マスク25を作る好ましい方法によれば、
絶縁性の失透化ソルダーガラスの第１のコーティングを
第１金属ストランド40のスクリーンに対向する側に例え
ばスプレーすることによって形成する。この例では第１
金属ストランドは、120〜160×10-7/℃の範囲の熱膨張
係数をもった高熱膨張、低炭素鋼で形成される。失透化
ソルダーガラスは表IIIでPZBとして例示されているPbO
−ZnO−B2O3系か、あるいは表IIIでPZBSとして例示され
ているPbO−ZnO−B2O3−SiO2のいずれでもよい。各ガラ
ス系は構成物中の重量％で表わされる構成成分に基づい
て約75〜120×10-7/℃の熱膨張係数ををもっている。適
当な溶剤およびアクリル系バインダーが失透化ソルダー
ガラスと混合されて、第１のコーティングに適度の機械
的強度をもたせている。ソルダーガラス系は第１金属ス
トランド40の高熱膨張鋼の熱膨張係数よりも僅かに小さ
い熱膨張係数をもっているので、ソルダーガラス系に如
何なる充填材も加える必要はないが、ガラスと鋼の熱膨
張係数をより正確に適合させるために充填材、石英、ク
リストバライトおよび蛍石の１あるいはそれ以上を加え
てもよい。充填材、石英、および／または蛍石を加える
ことが望ましい場合は、失透化ソルダーガラスの構成成
分の最大40重量％となるように加えられ、またクリスト
ラバイトを加えることが望ましい場合は、失透化ソルダ
ーガラスの構成成分の10重量％以下となるように加えら
れる。残余の構成成分はPZBあるいはPZBSのいずれかか
らなる。第１のコーティングは約0.14mmの厚みをもって
いる。第１金属ストランド40が取付けられたフレーム44
は炉内に置かれて、第１のコーティングを約80℃の温度
で乾燥させる。スロット42を通過した電子ビームが絶縁
物に衝突してこれを荷電するのを防止するために、乾燥
後第１のコーティングは輪郭付けされる。ストランド40
の端部からはみ出して、偏向あるいは非偏向のいずれか
の電子ビーム28と接触する可能性のある第１のコーティ
ングのソルダーガラス材料をすべて研磨するか、あるい
は取り除くことによって第１のコーティングに関して輪
郭付けが行われる。第１のコーティングをその封着温度
に加熱する前に、ここでは第１金属端部ストランド140
と称される最初と最後の金属ストランド、すなわち左右
両端の第１金属ストランドから第１のコーティングがす
べて取り除かれる。有効画像領域の外側にある第１金属
端部ストランド140はその後第２金属ストランド60をア
ドレスするためのバスバーとして使用される。一軸伸張
集束マスク25の電気的に完全な状態をさらに保証するた
めに、第１金属端部ストランド140とスクリーンの有効
画像領域と重なり合う第１金属ストランド40との間で少
なくとも１本の第１金属ストランド40をさらに除去し
て、回路に短絡が生じる可能性を最少にしている。従っ
て、有効画像領域の外にある左右の第１金属端部ストラ
ンド140は有効画像領域と重なり合う第１金属ストラン
ド40から少なくとも1.4mm（55ミル）の距離だけ離れて
おり、これは画像領域を横切る第１金属ストランド40を
分離する等しい間隔のスロット42の幅よりも大である。
第１金属ストランド40と第１金属端部ストランド140
とが取付けられたフレーム44（以下ではこれを構体と称
す）は炉内に配置され、空気中で加熱される。この構体
を30分かけて300℃に加熱し、20分間300℃に維持する。
次いで、20分かけて炉の温度を460℃に上昇させ、その
温度で１時間保持し、第１コーティングを溶解し、結晶
化して図６に示すように第１金属ストランド40上に第１
絶縁物層64を形成する。焼成後の生成された第１の絶縁
物層64は安定しており、フェースプレートパネル12をフ
ァネル15にフリット封着する間に再溶解することはな
く、且つ各ストランド40を横切って0.5mm（２ミル）乃
至0.9mm（3.5ミル）の範囲の厚みをもっている。第１コ
ーティング用として好ましい材料は400℃乃至450℃の範
囲で溶解する鉛−亜鉛−珪硼酸失透化ソルダーガラス
で、これはオハイオ州トレドにあるセムコム（SEM−CO
M）社、ニューヨーク州コーニングにあるコーニンググ
ラス（Corning Grass）社を含む数多くのガラス製造業
者からSCC−11として市販されている。
次に、溶剤およびバインダーと混合された適当な絶縁
性材料の第２のコーティングが第１の絶縁物層64上に例
えばスプレーによって施される。第２のコーティング
は、PbOを80重量％、ZnOを５重量％、B2O3を14重量％、
SnO2を0.75重量％、さらに随時CoOを0.25重量％の各組
成物を含む非失透化（すなわちガラス質）ソルダーガラ
スであることが望ましい。ガラス質材料は溶解すると第
１の絶縁物層64の電気的および機械的特性に悪影響を与
えることなく該第１の絶縁物層64の表面のすべての空隙
を充填するので第２のコーティング用として好ましいも
のである。また、ガラス質材料は下層の第１絶縁物層の
温度安定性を変化させることはない。上記の代わりに第
２のコーティングを形成するために失透化ソルダーガラ
スを使用することもできる。この第２のコーティングは
約0.025mm（１ミル）乃至約0.05mm（２ミル）の厚みに
施される。第２のコーティングは80℃の温度で乾燥さ
れ、電子ビーム28が衝突する可能性のある過剰材料をす
べて取り除くためにその輪郭付けが行われる。第２のコ
ーティングは約110×10-7/℃の熱膨張係数を有し、石英
および／または蛍石を最大40重量％含み、またクリスト
バライトを10重量％以下、すなわち第１のコーティング
に加えられる充填材と同じ濃度の充填材を含む。
例II この第２の例では、第１金属ストランドは、熱膨張係
数が15〜30×10-7/℃の範囲のアンバー（INVAR（商品
名））のような低熱膨張の鉄−ニッケル合金で形成され
る。この材料は熱膨張の様子は、100℃の温度までは約1
5×10-7/℃の低い熱膨張係数を維持するが、160℃から2
71℃で熱膨張係数を増大させる磁気的相変化により、こ
の温度範囲で熱膨張係数が30×10-7/℃に増加する屈曲
点が存在する。鉄−ニッケルストランド40と共に使用さ
れる失透化ソルダーガラスは上述のPZBあるはPZBS系の
いずれかでよい。各ガラス系はその構成物の構成成分に
より約75〜120×10-7/℃の熱膨張係数をもっているの
で、上記ガラスの熱膨張係数は鉄−ニッケルストランド
材料のそれよりも僅かに小さいか、あるいは実質的に等
しい値に減少されなければならない。これは、ベータ−
ユークリプタイト（Li2Al2SiO6）、チタン酸アルミニウ
ム（AlTiO5）、ガラス質シリカ（SiO2）、あるいはベー
タ−スポジューメン（Li2Al2Si4O12）のような低熱膨張
充填材をPZBあるいはPZBS母材に最大40重量％含ませる
ことによって実現される。さらに鉄−ニッケル合金の熱
膨張係数の屈曲点を補償するために最大５重量％のクリ
ストバライトが加えられる。クリストバライトは225℃
までは125×10-7/℃の熱膨張係数をもち、350℃までは5
00×10-7/℃の熱膨脹係数をもっている。合成混合物に
少量のクリストバライトを加えることにより、鉄−ニッ
ケル合金と第１のソルダーガラスコーティングとの熱膨
張係数を整合させることができる。第１のコーティング
に中程度の機械的強度を与えるために、適当な溶剤とア
クリル系バインダーを失透化ソルダーガラスに混合す
る。残余の構成物はPZBあるいはPZBSのいずれかからな
る。第１のコーティングは約0.14mmの厚みをもってい
る。第１金属ストランド40が取付けられたフレーム44は
炉内に置かれて、第１コーティングを約80℃の温度で乾
燥される。乾燥後第１のコーティングが第１金属ストラ
ンド40によって遮蔽されるようにその輪郭付けが行われ
て、スロット42を通過した電子ビーム28が絶縁物に衝突
し、これを荷電するのを防止する。第１の例で説明した
ように、ストランド40の端部からはみ出して、偏向ある
いは非偏向電子ビーム28が接触する第１コーティングの
ソルダーガラス材料をすべて研磨あるいは取り除くこと
によって上記の輪郭付けが行われる。第１のコーティン
グをその封着温度に加熱する前に最初と最後の第１金属
ストランド、すなわち第１金属端部ストランド140から
第１のコーティングをすべて取り除く。有効画像領域の
外にある第１金属端部ストランド140は、その後第２金
属ストランド60をアドレスするためのバスバーとして使
用される。一軸伸張集束マスクの電気的完全性をさらに
保証するために、第１金属端部ストランド140とスクリ
ーンの有効画像領域と重畳する第１金属ストランド40間
でさらに少なくとも１本の第１金属ストランド40を除去
することにより、回路の短絡が生ずる可能性を最少にし
ている。従って、有効画像領域の外側にある左右の第１
金属端部ストランド140は、有効画像領域と重畳する第
１金属ストランド40から少なくとも1.4mm（55ミル）の
距離だけ隔たっており、この距離は有効画像領域を横切
って形成された第１金属ストランド40を分離する等しい
間隔のスロット42の幅よりも大である。
第１金属ストランド40とフレーム44に取付けられた端
部ストランド140を具備した上記フレーム44は炉内に置
かれて空気中で加熱される。この構体は30分かけて300
℃の温度に加熱され、さらに30分間300℃の温度に保た
れる。次いで、炉の温度は20分間で460℃に高められ、
１時間その温度に保たれて第１コーティングを溶融させ
且つ結晶化して、図６に示すように第１金属ストランド
40上に第１の絶縁物層64を形成する。焼成後、生成され
た第１の絶縁物層64は、各ストランド40を横切って0.5m
m（２ミル）乃至0.9mm（3.5ミル）の範囲の厚みを持っ
ている。
次に、溶剤およびバインダーと混合された適当な絶縁
性材料の第２のコーティングが第１の絶縁物層64に例え
ばスプレーによって施される。第２のコーティングは、
PbOを80重量％、ZnOを５重量％、B2O3を14重量％、SnO2
を0.75重量％、さらに随時CoOを0.25重量％の各組成物
を含む非失透化（すなわちガラス質）ソルダーガラスで
あることが望ましい。これ以外に失透化ソルダーガラス
を第２のコーティングを形成するために使用することも
できる。第２のコーティングは約0.025mm（１ミル）乃
至0.05mm（２ミル）の厚みに施される。第２のコーティ
ングは80℃の温度で乾燥され、前述のように電子ビーム
28が衝突する可能性がある過剰材料をすべて取り除くた
めに、輪郭付けされる。第２のコーティングは約15〜30
×10-7/℃の熱膨張係数を有し、ベータ−ユークリプタ
イト（Li2Al2SiO6）、チタン酸アルミニウム（AlTi
O5）、ガラス質シリカ（SiO2）、あるいはベータ−スポ
ジューメン（Li2Al2Si4O12）のような低熱膨張充填材を
最大40重量％、クリストバライトを最大５重量％、すな
わち第１のコーティングに加えられる充填材の濃度と同
じ濃度含んでいる。
例III この第３の例では、第１金属ストランド40は、熱膨張
係数が40〜60×10-7/℃の範囲のコバール（KOVAR（商品
名））のような熱膨張が中程度の鉄−コバルト−ニッケ
ル合金で形成される。中熱膨張の合金ストランド40と共
に使用される失透化ソルダーガラスは上述のPZBあるい
はPZBS系のいずれでもよい。各ガラス系はその構成物中
の構成成分により約75〜120×10-7/℃の熱膨張係数をも
っているので、上記ガラスの熱膨張係数は中熱膨張の合
金ストランド材料のそれに実質的に等しい値に低下され
なければならない。これは、ベータ−ユークリプタイト
（Li2Al2SiO6）、チタン酸アルミニウム（AlTiO5）、ガ
ラス質シリカ（SiO2）、ベータ−スポジューメン（Li2A
l2Si4O12）のような低熱膨張充填材からなる群から選ば
れた適当な充填材、およびZn2SiO4、Mg2Al4Si5O18、BaA
l2Si2O8、ZnAl2O4、BN、Al6Si2O13、CaAl2Si2O18、MgSi
O3、MgTiO3、Al2O3、Mg2SiO4およびCaSiO3からなる中熱
膨張充填材の群から選ばれた適当な充填材をPZBあるい
はPZBS母材に約40重量％含ませることによって実現でき
る。適当な溶剤およびアクリル系バインダーが失透化ス
トランド組成物と混合されて、第１のコーティングに中
程度の機械的強度をもたせる。残余の構成成分はPZBあ
るいはPZBSのいずれかからなる。第１のコーティングは
約0.14mmの厚みをもっている。第１金属ソルダーガラス
40が取付けられるフレーム44は炉内に置かれて、第１の
コーティングを約80℃の温度で乾燥させる。乾燥後、ス
ロット42を通過した電子ビームが絶縁物に衝突してこれ
を荷電するのを防止するために、第１のコーティングが
第１金属ストランド40によって遮蔽されるように輪郭付
けされる。この輪郭付けは、第１の例で述べたように、
ストランド40の端部からはみ出して、偏向あるいは非偏
向のいずれかの電子ビーム28と接触する可能性のある第
１のコーティングのソルダーガラス材料をすべて研磨す
るか、あるいは取り除くことによって行われる。第１の
コーティングをその封着温度に加熱する前に、最初およ
び最後の第１金属ストランドすなわち第１金属端部スト
ランド140から第１のコーティングが完全に取り除かれ
る。有効画像領域の外側にある第１金属端部ストランド
140はその後第２金属ストランド60をアドレスするため
のバスバーとして使用される。一軸伸張集束マスク25の
電気的に完全な状態をさらに保証するために、第１金属
端部ストランド140とスクリーンの有効画像領域と重な
り合う第１金属ストランド40との間で少なくとも１本の
第１金属ストランド40をさらに除去して、回路に短絡が
生じる可能性を最少にしている。従って、有効画像領域
の外にある左右の第１金属端部ストランド140は有効画
像領域と重なり合う第１金属ストランド40から少なくと
も1.4mm（55ミル）の距離だけ離れており、これは有効
画像領域を横切る第１金属ストランドを分離する等しい
間隔のストット42の幅よりも大である。
第１金属ストランド40と第１金属端部ストランド140
とが取付けられたフレーム44からなる構体は炉内に配置
され、空気中で加熱される。この構体を30分かけて300
℃に加熱し、20分間300℃に維持される。次いで、20分
かけて炉の温度を460℃に上昇させ、その温度で１時間
維持し、第１コーティングを溶解し、結晶化して図６に
示すように第１金属ストランド40上に第１の絶縁物層64
を形成する。焼成後の生成された第１の絶縁物層64は各
ストランド40を横切って0.5mm（２ミル）乃至0.9mm（3.
5ミル）の範囲の厚みをもっている。
次に、溶剤およびバインダーと混合された適当な絶縁
性材料の第２のコーティングが第１の絶縁物層64上に例
えばスプレーによって施される。第２のコーティング
は、PbOを80重量％、ZnOを５重量％、B2O3を14重量％、
SnO2を0.75重量％、さらに随時CoOを0.25重量％の組成
物を含む非失透化（すなわちガラス質）ソルダーガラス
であることが望ましい。上記の代わりに第２のコーティ
ングを形成するために失透化ソルダーガラスを使用する
こともできる。この第２のコーティングは約0.025mm
（１ミル）乃至0.05mm（２ミル）の厚さに施される。前
述のように、第２のコーティングは80℃の温度で乾燥さ
れ、電子ビーム28が衝突する可能性のある過剰材料をす
べて取り除くためにその輪郭付けが行われる。第２のコ
ーティングは約40〜60×10-7/℃の熱膨張係数を有し、
低熱膨張充填材Li2Al2SiO6、AlTiO5、ガラス質SiO2、お
よびLi2Al2Si4O12からなる群から選ばれた適当な充填
材、およびZn2SiO4、Mg2Al4Si5O18、BaAl2Si2O8、ZnAl2
O4、BN、Al6Si2O13、CaAl2Si2O18、MgSiO3、MgTiO3、Al
2O3、Mg2SiO4およびCaSiO3からなる中熱膨張充填材の群
から選ばれた適当な充填材を約40重量％含ませることに
より実現できる。
表IIIにリストアップされている従来のガラス系、従
来のガラス−セラミック系、従来のセラミックス、被着
された薄膜、これらの系の合成物のような別の材料系も
またマスク25の金属ストランド40用として適した絶縁物
コーティングとして使用することができる。これらの材
料系を準備し、デポジットし、パターニングし、定着す
なわち焼結あるいは加熱処理を行なう方法は表IIIに概
略的に説明されており、当業者であればこれらの材料か
ら絶縁コーティングを形成できることは明らかである。
図４、図５および図７に示すように、導電性にするた
めに銀を含む失透化ソルダーガラスの厚いコーティング
が上記左右の第１金属端部ストランド140のスクリーン
に対向する側に形成される。短い長さのニッケル線で作
られた導電性リード線65が第１金属端部ストランドの１
つの上の導電性ソルダーガラスに埋め込まれる。次い
で、第１の絶縁物層64上に重ねて形成された乾燥され且
つ輪郭付けされた第２のコーティングを有する構体は、
これに設けられた第２金属ストランド60を具備し、それ
によって第２金属ストランド60は絶縁材料の第２のコー
ティング上に重畳して配置され、第１金属ストランド40
と実質的に直交している。第２金属ストランド60は図示
されていない巻線取付け具を使用して、隣接する第２金
属ストランド60との間で約0.41mmの所望の間隔を正確に
保って取り付けられる。第２金属ストランド60もまた第
１金属端部ストランド140上の導電性ソルダーガラスと
接触している。この他に、巻線取付け作業期間中あるい
は巻線取付け作業後に第２金属ストランド60と第１金属
端部ストランド140との間の結合部に導電性ソルダーガ
ラスを適用することもできる。次に巻線取付け具を含む
構体を約７時間460℃の温度で加熱して導電性ソルダー
ガラスならびに絶縁性材料の第２のコーティングを溶解
させ、第２金属ストランド60を第２の絶縁物層66中およ
びガラス導電層68の双方に取付ける。封着後の第２の絶
縁物層66は、約0.013mm（0.5ミル）乃至0.025mm（１ミ
ル）の厚みをもっている。ガラス導電層68の高さはそれ
ほど厳密なものではないが、第２金属ストランド60およ
び導電性リード線65をその中にしっかりと固定するのに
十分な厚みをもっている必要がある。ガラス導電層68を
越えて延びる第２金属ストランド60の部分は、構体を巻
線取付け具から取り除くために切り取られる。
図４に示されているように、第１金属ストランド140
は、マスク25の長辺すなわち頂部32に隣接する端部にお
いて切断される。同様にストランド140は、図４には示
されていないマスク25の長辺すなわち底部に隣接して切
断され、両者の間に第１金属端部ストランド140を電気
的に絶縁する約0.4mm（15ミル）の間隙が形成される。
第１金属端部ストランド140は、ガラス導電層68に埋め
込まれた導電性リード線65が第２の陽極ボタン17に接続
されたとき、第２陽極電圧が第２金属ストランド60に供
給されるようにするバスバーを形成している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 29/07

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部に少なくとも１本の電子ビームを発生
    する電子銃と、内表面上に螢光体ラインが形成された発
    光スクリーンを有するフェースプレートパネルと、一軸
    伸張集束マスクとを具備し排気された外囲器を含み、 上記一軸伸張マスクは、上記スクリーンの有効画像領域
    に隣接し且つ上記螢光体ラインと実質的に平行な複数の
    スロットを特定する間隔が保たれた複数の第１金属スト
    ランドと、該第１金属ストランドと実質的に直交する方
    向に配置された第２金属ストランドとを有し、 上記有効画像領域を横切る上記第１金属ストランドの各
    々は、そのスクリーンに対向する側上に実質的に連続す
    る絶縁物を有し、該絶縁物は２以上の絶縁物層を含み、 上記第２金属ストランドは上記絶縁物に固定されてお
    り、 上記絶縁物は、上記第１金属ストランドの熱膨張係数と
    実質的に整合しているか、あるいはこれよりも僅かに小
    さい熱膨張係数を有する第１の絶縁物層であって、該第
    １の絶縁物層は、第１と第２の面を有し、該第１の面は
    上記第１金属ストランドに付着されている上記第１の絶
    縁物層と、上記第１の絶縁物層の熱膨張係数に実質的に
    等しい熱膨張係数を有する第２の絶縁物層であって、該
    第２の絶縁物層は、上記第１の絶縁物層の上記第２の面
    に付着される第１の面と、上記第２金属ストランドに付
    着される第２の面を有する上記第２の絶縁物層とからな
    る、 カラー陰極線管。
  2. 【請求項２】内部に３本の電子ビームを発生する電子銃
    と、内表面上に螢光体ラインが形成された発光スクリー
    ンを有するフェースプレートパネルと、上記スクリーン
    に近接して配置された一軸伸張集束マスクとを有する排
    気された外囲器を含み、 上記一軸伸張集束マスクは２つの長辺を有し、その長辺
    間に伸延して横方向に間隔が保たれた複数の第１金属ス
    トランドが設けられており、 隣接する第１金属ストランド相互間の間隔は上記スクリ
    ーンの上記螢光体ラインに平行な実質的に等しい間隔の
    スロットを特定し、 上記マスクの上記長辺は、２つの長辺と２つの短辺を有
    する実質的に長方形のフレームに固定されており、 上記スクリーンの有効画像領域を横切る上記第１金属ス
    トランドの各々は、そのスクリーンと対向する側上に実
    質的に連続する第１の絶縁物層と、該第１の絶縁物層上
    に重畳して形成された第２の絶縁物層と、上記第１金属
    ストランドと実質的に直交する方向に配置された複数の
    第２金属ストランドとを有し、 上記第２金属ストランドは上記第２の絶縁物層によって
    固定されており、 上記第１の絶縁物層は上記第１金属ストランドの熱膨張
    係数と実質的に整合しているかあるいはこれよりも僅か
    に小さい熱膨張係数を有し、 上記第２の絶縁物層は上記第１の絶縁物層の熱膨張係数
    に実質的に等しい熱膨張係数を有する、 カラー陰極線管。
  3. 【請求項３】上記第１金属ストランドは、15〜160×10
    -7/℃の範囲の熱膨張係数を有する、請求項２記載のカ
    ラー陰極線管。
  4. 【請求項４】上記第１の絶縁物層は、０〜140×10-7/℃
    の範囲の熱膨張係数を有する、請求項２記載のカラー陰
    極線管。
  5. 【請求項５】上記第１金属ストランドは、120〜160×10
    -7/℃の範囲の熱膨張係数を有する低炭素鋼からなる、
    請求項２記載のカラー陰極線管。
  6. 【請求項６】上記第１の絶縁物層は、75〜120×10-7/℃
    の範囲の熱膨張係数を有する失透化ソルダーガラス母材
    からなり、該母材は、PbO−ZnO−B2O3およびPbO−ZnP−
    B2O3−SiO2からなる群から選ばれたものである、請求項
    ５記載のカラー陰極線管。
  7. 【請求項７】上記第１の絶縁物層は、上記失透化ソルダ
    ーガラス母材と、クリストバライト、蛍石、石英からな
    る群から選ばれた充填材とを含む合成材料からなり、上
    記クリストバライトは最大10重量％含まれ、上記蛍石と
    石英の少なくとも一方は40重量％含まれ、上記失透化ソ
    ルダーガラス母材は上記合成材料の残りを占める、請求
    項６記載のカラー陰極線管。
  8. 【請求項８】上記第１金属ストランドは、15〜30×10-7
    /℃の範囲の熱膨張係数を有する低熱膨張鉄−ニッケル
    合金からなる、請求項２記載のカラー陰極線管。
  9. 【請求項９】上記第１の絶縁物層は、75〜120×10-7/℃
    の範囲の熱膨張係数を有する失透化ソルダーガラス母材
    からなり、該母材は、PbO−ZnO−B2O3およびPbO−ZnP−
    B2O3−SiO2からなる群から選ばれたものであり、上記第
    １の絶縁物層は、熱膨張係数を10〜25×10-7/℃の範囲
    に引下げるための少なくとも２つの充填材を含み、上記
    充填材の一方は低い熱膨張係数を有し、他方の充填材
    は、上記鉄−ニッケル合金が磁気転移による屈曲点を呈
    する温度で生ずる屈曲点をもつ高熱膨張係数を有するも
    のである、請求項８記載のカラー陰極線管。
  10. 【請求項１０】低熱膨張係数を有する上記充填材は、Li
    2Al2SiO6、AlTiO5、ガラス質SiO2、およびLi2Al2Si4O12
    から選択され、高熱膨張係数を有する上記充填材はクリ
    ストバライトからなる、請求項９記載のカラー陰極線
    管。
  11. 【請求項１１】低熱膨張係数を有する上記充填材は上記
    合成材料中の最大40重量％を占め、上記クリストバライ
    トは最大５重量％を占め、残りを上記失透化ソルダーガ
    ラスが占める、請求項10記載のカラー陰極線管。
  12. 【請求項１２】上記第１金属ストランドは40〜60×10-7
    /℃の範囲の熱膨張係数を有する中熱膨張合金からな
    る、請求項２記載のカラー陰極線管。
  13. 【請求項１３】上記第１の絶縁物層は、75〜120×10-7/
    ℃の範囲の熱膨張係数を有する失透化ソルダーガラス母
    材を含む複合材料からなり、上記母材は、PbO−ZnO−B2
    O3およびPbO−ZnP−B2O3−SiO2からなる群から選ばれた
    ものであり、上記第１の絶縁物層は、熱膨張係数を40〜
    60×10-7/℃の範囲に引下げるための少なくとも１つの
    充填材を含み、上記充填材は低あるいは中熱膨張係数を
    有するものである、請求項12記載のカラー陰極線管。
  14. 【請求項１４】上記充填材は、Li2Al2SiO6、AlTiO5、ガ
    ラス質SiO2、およびLi2Al2Si4O12からなる低熱膨張充填
    材の群、およびZn2SiO4、Mg2Al4Si5O18、BaAl2Si2O8、Z
    nAl2O4、BN、Al6Si2O13、CaAl2Si2O8、MgSiO3、MgTi
    O3、Al2O3、Mg2SiO4、およびCaSiO3からなる中熱膨張充
    填材の群から選択され、上記充填材は上記第１の絶縁物
    層の上記複合材料の最大40重量％占める、請求項13記載
    のカラー陰極線管。
  15. 【請求項１５】上記第２の絶縁物層は、本質的にPbO−Z
    nO−B2O3−SnO2、および随時CoOを含む失透化ソルダー
    ガラスからなる、請求項２記載のカラー陰極線管。
  16. 【請求項１６】上記第２の絶縁物層は、80重量％のPb
    O、５重量％のZnO、14重量％のB2O3、および0.75重量％
    のSnO2、さらに随時0.25％のCoOを含む組成物を有し、
    約110×10-7/℃の熱膨張係数を有する失透化ソルダーガ
    ラス母材からなり、上記第２の絶縁物層は、熱膨張係数
    を10〜25×10-7/℃の範囲に引下げるための少なくとも
    ２つの充填材を含み、上記充填材の一方は低熱膨張係数
    を有し、他方の充填材は、上記鉄−ニッケル合金が磁気
    転移による屈曲点を呈する温度で生ずる屈曲点をもつ高
    熱膨張係数を有するものである、請求項９記載のカラー
    陰極線管。
  17. 【請求項１７】上記充填材は、Li2Al2SiO6、AlTiO5、ガ
    ラス質SiO2、およびLi2Al2Si4O12からなる群から選ばれ
    た低熱膨張係数を有し、屈曲点をもった高熱膨張係数を
    有する上記充填材はクリストバライトからなる、請求項
    16記載のカラー陰極線管。
  18. 【請求項１８】上記低熱膨張係数をもった上記充填材は
    上記第２の絶縁物層の最大40重量％を占め、上記クリス
    トバライトは最大５重量％占め、残りを失透化ソルダー
    ガラスが占める、請求項17記載のカラー陰極線管。
  19. 【請求項１９】上記第２の絶縁物層は、80重量％のPb
    O、５重量％のZnO、14重量％のB2O3、および0.75重量％
    のSnO2、さらに随時0.25％のCoOを含む組成物を有し、
    約110×10-7/℃の熱膨張係数を有する失透化ソルダーガ
    ラス母材からなり、上記第２の絶縁物層は、熱膨張係数
    を40〜60×10-7/℃の範囲に引下げるための少なくとも
    １つの充填材を含み、上記充填材は低または中熱膨張係
    数を有する、請求項８記載のカラー陰極線管。
  20. 【請求項２０】上記充填材は、Li2Al2SiO6、AlTiO5、ガ
    ラス質SiO2、およびLi2Al2Si4O12からなる低熱膨張充填
    材の群、およびZn2SiO4、Mg2Al4Si5O18、BaAl2Si2O8、Z
    nAl2O4、BN、Al6Si2O13、CaAl2Si2O8、MgSiO3、MgTi
    O3、Al2O3、Mg2SiO4、およびCaSiO3からなる中熱膨張充
    填材の群から選択され、上記充填材は上記第２の絶縁物
    層の最大40重量％占める、請求項19記載のカラー陰極線
    管。
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