JPH0546046B2 - - 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に係わ
り、特にそのシヤドウマスクに関するものであ
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硝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℃程度までシ
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℃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字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ンデ
イングが乱され色純度の劣化を生ずる。このよう
なドーミングによるミスランデイングの現象は特
にカラー受像管の動作初期において顕著である。
また映像面上で部分的に高輝度の映像が映出さ
れ、特にこの高輝度映像部分が一定時間停止して
いる時は、シヤドウマスクに高電子流密度の電子
ビームが部分的に発生することとなり局部的なド
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のうち動
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、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。しかしながらこのような構造のシ
ヤドウマスクは動作初期におけるドーミング現象
には有効であつても局部的なドーミング現象に対
しては追随しきれずドーミング抑制効果を充分発
揮することはできない。またシヤドウマスク面上
に三重の層を真空蒸着により設けるためには、膨
大な設備と作業時間が必要となり工業的量産性に
著るしく欠け好ましくない。

一方電子ビームのミスランデイングをスクリー
ン側で軽減しようとする提案もなされている。例
えば特公昭57−18824号公報では、電子ビームが
射突するスクリーンの表面の非発光領域に対応し
て低い導電率を有する電子吸収層を構成する例が
提案されている。このような構造のものを採用す
ると、ミスランデイングが生ずるスクリーンの区
域では螢光体の存在しない非発光領域の電子吸収
層にも電子ビームが射突することになり電子吸収
層が負に帯電することになる。この結果スクリー
ンとシヤドウマスクの間に局部的な減速電界が発
生し、この減速電界によりミスランデイングを生
じていた電子ビームの軌道が修正されミスランデ
イングを減少させることができるとしている。し
かし乍らこのような構造のものでは以下のような
欠点を有している。第１にシヤドウマスクのドー
ミング現象が生じミスランデイングが生じた後に
始めて電子吸収層の負帯電による減速電界が作用
し始めるのでミスランデイングの減少作用は常に
一定の時間遅れを伴う。第２に各色発光螢光体群
の各螢光体間にのみ形成されている電子吸収層の
負帯電部分はミスランデイングを生じた部分のみ
であり極めて小さい面積に限定されるので、電子
ビームの軌道を修正するに足る減速電界としては
不充分である。第３に電子吸収層の負帯電による
作用は局部的に高電流密度となる局部的ドーミン
グ現象時のミスランデイングには有効であつても
動作初期のドーミング現象時のミスランデイング
に対しては前述の理由からあまり有効ではない。
第４にこのような電子吸収層をスクリーンの限定
された部分に形成する事は作業工程の増加や形成
精度の管理の点からも工業的量産性に著るしく欠
けるものである。即ち、一般のカラー受像管のス
クリーンは各色発光螢光体間に光吸収層を設けさ
らに全面にＡ等の金属薄膜からなるメタルバツ
クが施こされている。従つて赤、緑及び青と光吸
収層を形成するためにシヤドウマスクを合計４回
脱着して光露光法を用いて螢光面を形成するが、
この電子吸収層は導電性を有するメタルバツクが
ある故に光吸収層自体を電子吸収層とすることは
できない。即ちこの電子吸収層はメタルバツク上
に光吸収層に対応する部分にのみ形成されなけれ
ばならず、このためにはスクリーン完成後更にシ
ヤドウマスクの脱着操作を少なくと１回付加して
光露光法により形成することになる。このような
形成方法では作業的にも精度的にも工業的量産性
からも極めて不利であり実用性に欠ける。

〔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すると共に画
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
カラー受像管において、このシヤドウマスクの電
子銃側主面に低導電率の被覆層を設けることによ
つてシヤドウマスクのドーミングを抑制すると共
に局部的なドーミングに対しても電子ビームのミ
スランデイングを抑制したカラー受像管である。

〔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、本発明の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に於いて、ス
クリーン４に近接対向して配設されるシヤドウマ
スク５の電子銃側主面に例えば鉛ほう酸塩ガラス
を主体とする被覆層が形成される。この鉛ほう酸
塩ガラスは例えば重量比でPbO：約60％、B₂
O₃：約７％、ZnO：約７％、Cu：約20％、
SiO₂：約２％及びBaO：約２％からなる組成で
平均粒径は10μm以下である。このような鉛ほう
酸塩ガラスをシヤドウマスクの主面に形成するに
際し考慮するべきことはシヤドウマスク透孔の目
詰まりと形成膜厚の均一化である。従つてはけ塗
りはあまり好ましくない。第１の形成方法として
は、例えば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ガラ
スをスプレー法で塗布する簡便な方法がある。第
２の方法としては静電塗布法によるもので材料効
率が高い利点を有する。即ちシヤドウマスクを陽
極として接地し、一方噴射装置は例えば−90KV
の負の高電圧を印加し、シヤドウマスクと噴射装
置の間に形成される高圧の静電界を利用して噴射
装置からの鉛ほう酸塩ガラス粒子を効率よくシヤ
ドウマスク主面に被着させることができる。スプ
レー法及び静電塗布法において、被覆層形成後に
溶剤の揮発等により粒子脱落が生ずる場合は被覆
層の表面にメタルバツク形成時に用いられる有機
膜からなるフイルミングを施こしてもよい。更に
第３の方法としては簡易的な光露光法を用いても
よい。即ち例えば特開昭53−126861号公報に示さ
れているような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を水またはアルコ
ール等の溶媒で溶解しシヤドウマスクの主面に塗
布乾燥し適当な位置に配置した光源からの紫外線
により露光する。紫外線を受けた部分はジアゾニ
ウム塩の光分解反応によつて粘性を生じ粉体受容
能力を有するように変化するので、この粘性部分
に鉛ほう酸塩ガラスを塗布すればより接着強度の
高い被覆層を形成することができる。

以上の何れの形成方法においえてもシヤドウマ
スクはパネルと無関係に処理することができ、ま
た必要に応じて遮蔽物を介して形成すればよいの
でその取扱い及び作業性は極めて容易である。そ
の後シヤドウマスク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分以上ある炉
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50〜85％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応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50〜85％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、600〜450℃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、パネ
ル１とフアンネル２との封着時に同時に封着炉で
結晶化するか、或はシヤドウマスク５とマスクフ
レーム７との結合体のスタビライズ工程で同時に
結晶化すれば特別に加熱炉を準備したり加熱工程
を設ける必要はなく工業的に非常に有利となる。
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。以上のような構成によるカラー受
像管を動作させた場合、電子ビームが被覆層に射
突した時の状態について第２図及び第３図を用い
て説明する。図中同一符号は同一部分を示し第３
図は第２図のＡ部近傍を示す。第２図及び第３図
において、シヤドウマスク５がドーミング現象を
生じていない状態での電子ビーム１０はスクリー
ン４の所定位置１２にランデイングする。ここで
仮にシヤドウマスクに入射する電子ビーム密度が
増大しシヤドウマスクが加熱されドーミング現象
を生じた場合、即ちシヤドウマスク５ａが熱状態
の電子ビーム１１はシヤドウマスク５ａのドーミ
ングと共に管軸１６方向に移動し、電子ビームの
ランデイング地点も１２から１２ａへ移動する。
即ち本来地点１２へランデイングすべき電子ビー
ムはドーミング現象によつて管軸側の地点１２ａ
にミスランデイングし、地点１２と１２ａのミス
ランデイング量が各色発光螢光体群の配列による
ランデイング余裕度の限界を超えると色純度の劣
化を生ずることになる。ここで本発明の場合、シ
ヤドウマスクの電子銃側主面の非透孔部分１３に
は被覆層１４が形成されており、特に局部的に高
い電子流密度の部分が生じた場合、被覆層１４は
低導電率材から形成されているので電子流密度に
対応して負に帯電する。すなわち、一時的に電子
を吸収する役目をはたすことになる。そしてこの
吸収された電子による負の帯電、特にシヤドウマ
スク５の透孔１５の管軸１６側の表面に帯電した
負電荷は電子ビーム１１を管軸１６より遠ざかる
方向に軌道１０ａを偏向する。従つてドーミング
現象により所定のランデイング地点１２より管軸
１６方向に移動する筈の電子ビームのランデイン
グ地点１２ａを再び元のランデイング地点１２に
戻すように相殺的に作用することとなり、ドーミ
ング現象が生じても電子ビームのミスランデイン
グを抑制減少させることができる。このようなミ
スランデイング抑制作用は被覆層１４がシヤドウ
マスクの電子銃側主面の非透孔部に形成されてい
るので、主面各部の電子流密度に対応して被覆層
１４の負帯電分布が生じており、通常の映像映出
時の電子流密度程度ではこのランデイング抑制作
用は弱く充分ランデイング余裕度の範囲内にある
が、ドーミング現象を生ぜしめるような場合には
ドーミング抑制作用と協調してより有効に作用す
る。また被覆層には管が動作している限り常に電
子ビームが射突しているので、従来の例えば特公
昭57−18824号公報に示されているものに比べて
その作用面積部分は非常に大きく、また抑制作用
の生ずる時間的遅れは殆んどないと考えてよい。
ところでこのような被覆層１４は例えば局部的に
高い電子流密度が消失した場合、被覆層１４に帯
電していた負の電荷はドーミングの消失に対応し
て減少していなければならない。今背影部分の負
電荷密度に対して局部的に電子ビーム密度が大で
ΔCだけ高い局部的な負電荷密度の状態から映像
が全て同一の背景部分に戻つたと仮定した時、ド
ーミングがほぼ消失した時点で悪くともΔCが20
乃至30％程度には減少していなければならない。
このためには被覆層の導電率は常温で10^-5乃至
10^-12Ω^-1m^-1であることが必要である。即ち被覆
層の導電率が上記以上に良いと負帯電現象が充分
に作用せず、逆に悪いと絶縁物に近く負帯電現象
が所定の時間内に解消されず逆にミスランデイン
グを助長することになる。被覆層が鉛ほう酸塩ガ
ラスを主体とする場合、Cuを添加することによ
つて導電率を変化させることができる。Cuの添
加量はシヤドウマスクの形状や大きさ或は管種に
応じて適宜選択することができるが、上記導電率
の範囲内とするためにはCuの添加量は10乃至30
重量％とすればよい。例えば前記実施例のように
Cuを約20重量％添加した時の導電率は約10^-8Ω^-1
m^-1であつた。また、本発明による実施例の鉛ほ
う酸塩ガラスの被覆層の熱膨張係数が前述の通り
シヤドウマスクの熱膨張係数より小さいため常温
においては常にシヤドウマスクに残留引張応力が
存在してシヤドウマスクの熱膨張を抑制すること
ができる。更に、この被覆層の熱伝導率は鉛ほう
酸塩ガラスの場合約6W／ｍ・Ｋで冷間圧延鋼板
のシヤドウマスクの約1/8と小さいため、シヤド
ウマスクに伝達される量が小さくなりシヤドウマ
スクの温度上昇を効果的に抑制することもでき
る。従つて動作初期のシヤドウマスクのドーミン
グを含めた通常のドーミング現象を効果的に抑制
することができる。以上の説明においては、被覆
層として鉛ほう酸塩ガラスを用いて述べたが、本
発明はこれに限定されることなく、低導電率で好
ましくは電子を吸収できる層であれば、他の材料
を用いても同様な効果が得られることは言うまで
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
や作業性及び作業時間の増加を伴なうことなく、
シヤドウマスクのドーミング現象及び電子ビーム
のミスランデイングを効果的に抑制減少して色ず
れや色むら等の色純度劣化を改善することがで
き、工業的量産性に富むカラー受像管を提供する
ことができる。

【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図はシヤドウマスク近傍
での動作を説明するための模式図、第３図は第２
図のＡ部を拡大して示す拡大模式図である。 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、１０……電子ビ
ーム、１４……被覆層、１５……透孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光色の異なる蛍光体群の形成されたスクリ
   ーンとこのスクリーンに近接対向し多数の透孔の
   穿設された主面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
   とを備えたカラー受像管において、前記シヤドウ
   マスクの前記電子銃側の主面に導電率が10^-5乃至
   10^-12Ω^-1m^-1の被覆層を有することを特徴とする
   カラー受像管。 ２ 前記被覆層が少なくともPbO，B₂O₃及びCu
   を含む鉛ほう酸塩ガラス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。 ３ 前記Cuの添加量が10乃至30重量％であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のカラ
   ー受像管。