JPH0471288B2 - - 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
ストライプ状蛍光体スクリーン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
プ状蛍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
突した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0.1mm〜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
周辺部に温度差が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と蛍光体スクリー
ン４との距離が変化し電子ビームの正確なランデ
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。

このようなカラー受像管の動作初期におけるド
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、動
作初期における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
を提供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蛍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ガラスを主体と
する層を形成する工程と、このガラス層を加熱結
晶化させ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初期
動作状態における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てシヤドウマ
スクの原型が完成する。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、ニトロセルロースを数％溶かした酢酸
ブチルアルコール溶液で溶かされた鉛ほう酸塩ガ
ラスをシヤドウマスク５の電子銃側に塗布する。
この鉛ほう酸塩ガラスの塗布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、
皮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−90KV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を通じて噴霧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等は適宜
遮蔽板１５を用いればよい。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す
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、結晶化に対して安定なのは70〜85％で
あり、この範囲が量産に敵している。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。一般の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、工業的に非常に有利である。このよう
に従来の封着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
カート部にまで延在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くすることができ
る。この場合、第２図に示す遮蔽板１５の形状及
び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るため、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、鉛ほう酸塩ガラスのシヤ
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蛍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、前記シ
   ヤドウマスクの少なくとも一方の主面にガラスを
   主体とする層を形成する工程と、前記シヤドウマ
   スクに形成されたガラス層を加熱し結晶化させる
   工程を具備することを特徴とするカラー受像管の
   製造方法。 ２ 前記ガラス層を形成する工程が静電塗布法に
   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。 ３ 前記加熱結晶化させる工程が最高温度400℃
   乃至600℃で、保持時間30分以上の加熱工程から
   な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。