JPH0467294B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシヤドウマスク型カラー受像管の製造
方法に係わり、特にそのシヤドウマスクの形成方
法に関するものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕

一般にシヤドウマスク型カラー受像管は第１図
に示すように典型的には碍子で形成された外囲器
は、実質的に矩形状のパネル１と漏斗状のフアン
ネル２とネツク３とから構成される。そしてパネ
ル１の内面には赤、緑及び青に夫々発光する例え
ばストライプ状螢光体スクリーン４が設けられ、
一方ネツク３にはパネル１の水平軸線に沿つて一
列に配列され赤、緑及び青に対応する３本の電子
ビーム１０を射出するいわゆるインライン型電子
銃６が内設されている。またスクリーン４に近接
対向して多数の透孔の穿設された曲面状の主面を
有するシヤドウマスク５が配設される。シヤドウ
マスク５の周辺部はパネル外形に対応して折り曲
げられたスカート部８を有し、このスカート部８
は断面Ｌ字型の枠からなるマスクフレーム７によ
つて支持固定され、さらにマスクフレーム７はス
プリング９を介してパネル１内側壁に埋め込まれ
たピン（図示せず）で係止めされている。このよ
うなカラー受像管において、電子銃６から射出さ
れた３本の電子ビーム１０はフアンネル２近傍の
外部に配置された偏向装置（図示せず）によつて
偏向され、実質的に矩形状のパネル１に対応する
矩形状の範囲を走査するように且つシヤドウマス
ク５の透孔を介して色選別され、各色発光ストラ
イプ状螢光体に正しく対応射突せしめてカラー映
像を現出させる。ここでシヤドウマスク５の透孔
を通過する有効電子ビーム量はその機構上1/3以
下であり、残りの電子ビームはシヤドウマスクに
射突し熱エネルギーに変換され時として80℃程度
迄シヤドウマスクを加熱させる。シヤドウマスク
５は一般に０〜100℃での熱膨張係数が1.2×
10^-5／℃と大きい鉄を主成分とするいわゆる冷間
圧延鋼からなる厚さ0.1〜0.3mmの薄板から形成さ
れており、このシヤドウマスク５のスカート部８
を支持するマスクフレーム７は厚さ１mm前後の強
固な断面Ｌ型の黒化処理を施こされた同じく冷間
圧延鋼から形成されている。従つて加熱されたシ
ヤドウマスク５は容易に熱膨張を生ずるが、その
周辺部は黒化処理を施こされた熱容量の大きなマ
スクフレーム７に対接しているため輻射や伝導に
よりシヤドウマスク周辺からマスクフレームに熱
が移動し、シヤドウマスク周辺の温度が中央部よ
りも低くなる。このためシヤドウマスク５の中央
部と周辺部に温度差を生じ相対的に中央部を主体
として加熱膨張されたいわゆるドーミング現象を
生ずる。この結果シヤドウマスク５と螢光体スク
リーン４との距離が変化し電子ビームの正確なラ
イデイングが乱され色純度の劣化を生ずる。この
ような現象は特にカラー受像管の動作初期におい
て顕著である。また部分的に高輝度の映像が映出
される場合も、シヤドウマスクの対応部位で局部
的なドーミング現象を生ずる。

このようなカラー受像管のドーミング現象に対
しては、シヤドウマスクの中央部からの熱の放射
の促進やシヤドウマスクへの熱伝導の阻止という
観点より多数の提案がなされている。例えば、米
国特許第2826538号ではシヤドウマスクの熱放射
を促進すべくシヤドウマスクの表面に黒鉛よりな
る黒色層を設ける提案がなされている。このよう
なカラー受像管ではこの黒鉛層が良好な放熱器と
して作用するのでシヤドウマスクの温度は低下す
る。しかし、この黒鉛より成る黒色層は、一面次
のような欠点も有している。すなわち、カラー受
像管の製造工程中の熱工程での熱サイクルにより
黒色層の密着性が劣化し、カラー受像管に振動が
与えられると一部が剥離して微小片が脱落するこ
とがある。このようにして生じた脱落黒色層はシ
ヤドウマスクに付着すると孔詰りを生じてけい光
面における画像特性を劣化させ、また電子銃に付
着すると、電極間のスパークを誘発して耐電圧特
性を劣化させるなどカラー受像管の品質を著しく
低下させる。また第二の例として特開昭50−
44771号公報ではシヤドウマスクの電子銃側にた
とえば二酸化マンガンで構成される多孔質層を堆
積し、その上にアルミニウム層を、更にこのアル
ミニウム層上に酸化ニツケルまたはニツケル鉄層
をそれぞれ真空蒸着する構造のものが提案されて
いる。このような構成のものを採用すると、多孔
質層の熱伝導率係数は極めて小さいので電子ビー
ムの衝突面で発生した熱はマスクに伝達されずマ
スクから遠ざかる方向に放射される。このため、
シヤドウマスクの温度の上昇を効果的に抑制する
ことができる。しかし、このシヤドウマスク面上
に三重の層を設けるためには、製造方法が複雑で
あり膨大な設備と作業時間が必要となり工業的量
産性に著しく欠けると云う欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、シ
ヤドウマスクのドーミングを小さくし画像の色ず
れ等による色純度の劣化を防止した工業的量産性
に富むカラー受像管の製造方法を提案することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明はスクリーンに近接しその主面に多数の
透孔を有するシヤドウマスクとこのシヤドウマス
クを介してスクリーン上の螢光体を発光せしめる
電子ビームを射出する電子銃を少なくとも備えた
カラー受像管の製造方法において、このシヤドウ
マスクの主面の少なくとも一方に感光性組成物を
塗布して薄層とする工程と、この薄層を露光を行
ない薄層に粉体受容能力を生ぜしめる工程と、露
光後の薄層にガラスを主体とする粉体粒子を接触
せしめ、ガラス粉体粒子を薄層に受容せしめる工
程と、このガラス層を加熱し焼結せしめる工程を
備えることにより、シヤドウマスクの温度上昇を
軽減してシヤドウマスクのドーミングを抑制する
ことの可能な工業的量産性に富むカラー受像管の
製造方法である。

〔発明の実施例〕

以下本発明について実施例に基き詳細に説明す
る。尚、本発明に適用されるカラー受像管の部材
構成自体は第１図に示すものと同様であるので詳
細な説明は省略する。

第１図に示すようなカラー受像管のシヤドウマ
スクは露光法により選択的にエツチングすること
により多数の透孔が穿設される。次いで多数の透
孔を有する主面は曲面状に、周縁部は主面支持の
ためのスカート部にプレス成形されたシヤドウマ
スクの原型が完了する。このようなシヤドウマス
ク５は所定形状に形成された後、スクリーン４に
近接対向して配設される場合電子銃側の凹面とな
る主面にガラスを主体とする。例えば鉛ほう酸塩
ガラスからなる層が形成される。この鉛ほう酸塩
ガラス層は、パネル１とフアンネル２とが封着さ
れる前に、粉体受容能力のある感光性組成物、例
えば特開昭53−126861号にて提案されているジア
ゾニウム塩単独またはジアゾニウム塩と他の物質
との混合物の薄層をシヤドウマスク５の電子銃側
に塗布、露光して形成されて薄層に、鉛ほう酸塩
ガラスの粉体粒子を接触塗布する。この場合、薄
層形成物質は水またはアルコール等の溶媒で溶解
され、シヤドウマスク５に塗布され乾燥されて固
形薄層を形成する。つぎにこの薄層は紫外線照射
され、この紫外線照射を受けた部分の薄層におい
ては、ジアゾニウム塩の光分解反応によつて、粉
体受容能力を有する物質が生成している。一方、
鉛ほう酸塩ガラスを、この粉体受容能力を有した
薄層に塗布する方法は、種々の方法を用いること
ができるが、均一に塗布すること、透孔の目詰ま
りを生じないことが必要である。例えばはけ塗り
は塗布膜の均一性及び透孔の目詰まりの危険性か
ら好ましくない。スプレーによる塗布は塗布膜の
均一性及び透孔の目詰まりに関しては良好である
が、ガラス粒子のシヤドウマスクに対する付着効
率を考慮してスプレー時間を設定しなければなら
ない。また静電塗布法は材料の付着効率も非常に
良好であり好ましい塗布法である。

第２図はこの静電塗布法の装置を示すもので、
被塗布物即ちシヤドウマスク５を陽極として接地
する。一方鉛ほう酸塩ガラスの噴射装置１１は直
流電源１３から負の高電圧、例えば−90K.V.を
印加し、シヤドウマスク５と噴射装置１１の間に
高圧の静電界を形成させる。供給槽１２より噴射
装置１１を通じて噴露された鉛ほう酸塩ガラス粒
子１４は負に帯電し、静電界場にのり、対極のシ
ヤドウマスク５に連続的に附着させることができ
る。非塗布部、例えばマスクフレーム７等に附着
しても粉体受容能力を有する薄層が形成されてい
なければ、その附着力は非常に弱く空気を吸きつ
ける等の手段によつて薄層から容易に除去できる
ことは云うまでもない。静電塗布法によるガラス
層の形成は負に帯電したガラス粒子が正に帯電し
たシヤドウマスクに付着する付着効率が極めて高
く材料損失は非常に少なく、透孔の目詰まりの危
険性も少ない。また静電界を一定に保持されば塗
布膜厚の均一性も高いものが得られる。さらにガ
ラス粒子は通常不良導体であるため帯電し易く静
電塗布法に好適する。

以上のようにガラス層を塗布し、乾燥後このシ
ヤドウマスク５をパネル１内に装着する。そし
て、その後、パネル１とフアンネル２を所定の枠
台に乗せて、最高温度が約440°でその保持時間が
35分以上の熱処理炉を通過させると、シヤドウマ
スク５の電子銃側にガラス化された鉛ほう酸塩ガ
ラス層が形成できる。この鉛ほう酸塩ガラスは
PbOの重量パーセントが44〜93％の範囲でガラス
化するが、結晶化に対し安定なのは70〜85％であ
り、この範囲が量産に適している。また、一般に
金属とガラスを封着する場合ガラスに無理な歪力
がかからないようにすることが必要である。ガラ
スではその圧縮強度が引つ張り強度の約10倍であ
り、従つて封着後ガラスにわずかに圧縮力が加わ
つている状態にすることがよいので、ガラスの熱
膨張よりも封着金属のそれがわずかに大きい方が
好ましい。一般に冷間圧延鋼板よりなるシヤドウ
マスク５の熱膨張係数は約1.2×10^-5／℃である
が、前記PbOの重量パーセントが70〜85％の鉛ほ
う酸塩ガラスの熱膨張係数は0.7〜1.2×10^-5／℃
であり、冷間圧延鋼板のシヤドウマスクに封着す
るのに非常に適している。ところでこのような鉛
ほう酸塩ガラスを結晶化するためには、400℃乃
至600℃の最高温度とそれを30分以上保持できる
炉が必要であるが、この実施例のようにパネル１
とフアンネル２との封着時に同時に封着炉で結晶
化すれば、或はシヤドウマスク５とフレーム７を
含めたシヤドウマスク構体のスタビライズ工程で
同時に結晶化すれば工業的に非常に有利である。
このように従来の熱処理炉条件で最適化結晶させ
るため必要に応じて、ZnOやCuOを鉛ほう酸塩ガ
ラスに添加してもよい。この場合、熱膨張係数を
あまり変化させないでより低温で結晶化させるこ
とが可能となる。

以上のようにして形成完成されたカラー受像管
を動作させた場合、電子ビームが射突する鉛ほう
酸塩ガラスで発生した熱は、鉛ほう酸塩ガラスの
熱伝導率が6W／ｍ・ｋと冷間圧延鋼板のシヤド
ウマスクのそれの約1/8のためマスクに伝達され
る量が少なくなりシヤドウマスクの温度上昇を効
果的に抑制することができる。

このようなカラー受像管を動作させた場合、ド
ーミング現象は効果的に抑制されるが、シヤドウ
マスクの主面に比重の大きいガラス層を形成した
場合振動し易くなる場合も考えられる。即ち、シ
ヤドウマスクのスカート部を固定端として外部か
らの振動、例えばテレビジヨンセツトのスピーカ
ーの特に低周波の大出力が振動の要因となること
がある。

一般に単純支持された梁の圧力による最大変位
Ｊは、 Ｊ＝５×Ｗ×L⁴／384×Ｅ×Ｉ ここで Ｌ：固定端間の梁の長さ Ｗ：梁の単位長さあたりの重さ Ｅ：ヤング率 Ｉ：梁断面の２次モーメント で表わされる。従つてシヤドウマスクの主面の重
量が増加すれば振動による変位Ｊが増加すること
も考えられる。

このような場合は、例えば鉛ほう酸塩ガラスか
らなる層をシヤドウマスクの主面から周縁部のス
カート部にまで延圧して形成することにより、シ
ヤドウマスク全体の剛性を大きすることができ
る。この場合、粉体受容能力を有する薄層を形成
する際に露光用光源の位置を適宜選択することに
よつて容易に選択形成することができる。このよ
うにすることによつて、スピーカー出力等に起因
するシヤドウマスクの振動も充分防止することが
できる。

また他の実施例として鉛ほう酸塩ガラス層をシ
ヤドウマスク５のスクリーン４側に形成させる
と、上述のような熱伝達抑制の効果は少なくな
る。しかしこの鉛ほう酸塩ガラスの比重が6.5と
しやドウマスクのそれに近いため、鉛ほう酸塩ガ
ラス層を形成したことにより、シヤドウマスクの
質量増加となり、結果的にドーミング現象を軽減
させることができる。この場合もガラス層はスカ
ート部まで形成することが好ましい。一般にシヤ
ドウマスクの表面には熱処理により黒色の酸化被
膜を被覆することが採用されているがこの黒色の
酸化膜はシヤドウマスクからの熱放散性を高める
ばかりか、ガラスとの封着の際にその結合をより
高める効果がある。一方、シヤドウマスク用素材
として酸化膜の形成し難い材料、例えばアンバー
材（36％Ni−Fe合金）の表面に鉛ほう酸塩ガラ
ス層を形成させた場合、その表面に黒色層がなく
熱放散性が悪いが、鉛ほう酸塩ガラスに予め
MnO₂やCo₂O₃の黒色顔料を添加すれば黒色の鉛
ほう酸塩ガラス層が形成されれため、熱放散性が
改善される。更に、ガラスと金属の封着は、強固
な化学結合となるため、鉛ほう酸鉛ガラスのシヤ
ドウマスクからの脱落は非常に少なくなることは
云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、大規模な製造設
備や作業時間の増加を伴うことなく、シヤドウマ
スクのドーミングを効果的に軽減して色ずれや色
むら等の色純度劣化を改善することができ、工業
的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はシヤドウマスク型カラー受像管の構成
を示す概略断面図、第２図は本発明の製造方法の
一実施例を説明するための装置の概略構成図であ
る。 １……パネル、２……フアンネル、３……ネツ
ク、４……スクリーン、５……シヤドウマスク、
６……電子銃、７……フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクリーンに近接し多数の透孔の穿設された
   主面と前記主面の周縁部に延在するスカート部と
   からなるシヤドウマスクとこのシヤドウマスクを
   介して前記スクリーン上の螢光体を選択発光せし
   める電子ビームを射出する電子銃とを少なくとも
   備えたカラー受像管の製造方法において、感光性
   組成物を前記シヤドウマスクの少なくとも一方の
   主面に塗布して薄層とする工程と前記薄層を露光
   し前記薄層に粉体受容能力を生ぜしめる工程と露
   光後の薄層にガラスを主体とする粉体粒子を接触
   せしめガラス粉体粒子を薄層に受容せしめる工程
   と前記シヤドウマスクに形成されたガラス層を加
   熱し焼結せしめる工程を含むことを特徴とするカ
   ラー受像管の製造方法。 ２ 前記ガラス粉体粒子を薄層に接触せしめる工
   程が静電塗装法によることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のカラー受像管の製造方法。