JPH0775146B2 - カラ−受像管 - 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係り、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その問題点〕

一般にシヤドウマスク型カラー受像管は、第４図に示す
ように、実質的に矩形状のパネル(1)と、漏斗状のフア
ンネル(2)及びネツク(3)から真空外囲器が構成されてい
る。そしてパネル(1)の内面には赤，緑及び青に夫々発
光するストライプ状の螢光体層からなる螢光体スクリー
ン(4)が被着形成され、ネツク(3)にはパネル(1)の水平
軸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(5)を射出するいわゆるインライン型電
子銃(6)が配設されている。また螢光体スクリーン(4)に
近接対向した位置には、多数のスリツト状の開孔が垂直
方向に配列されこの垂直配列が水平方向に多数配列され
たシヤドウマスク(7)がマスクフレーム(8)によつて支持
固定されている。さらにマスクフレーム(8)は弾性部材
(9)を介してパネル(1)の直立縁部内壁に埋め込まれたス
タツドピン(10)で係止されることにより、パネル内に支
持されている。

３本のインライン配列の電子ビーム(5)はフアンネル(2)
の外部の偏向装置(12)によつて偏向され、矩形状のパネ
ル(1)に対応する矩形の範囲を走査し、かつシヤドウマ
スク(7)の開孔部を介して色選別されてストライプ状螢
光体層にランデイングし、カラー映像を再現させるよう
になつている。また、電子ビームは地磁気等の外部磁界
の影響を受けストライプ状螢光体層に正確にランデイン
グしない場合があり、再現映像の色純度が劣化するのを
防止するためフアンネル(2)内部に強磁性金属板よりな
る磁気遮蔽体(11)がフレーム(8)を介して係止されてい
る。ここでシヤドウマスク(7)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、一般テレビの動作中では80℃程度までシヤドウマス
クを加熱させる。また、航空機のコツクピツトなどの計
示用に使用される特殊なカラー受像管では、時として20
0℃前後まで、シヤドウマスクの温度が上昇することも
ある。シヤドウマスク(7)は、一般に熱膨張係数が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(7)のスカート部を支持するマ
スクフレーム(8)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(7)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(8)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(7)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(7)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に対しては、ドー
ミングに伴なう電子ビームのミスランデイングを静電的
に補正して軽減しようとする提案がなされている。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
用させることができるとしている。しかしながら、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。そのため、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
にアルミニウムAl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
メタルバツク上の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も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。

このような従来の欠点に対しては、本出願と同一の出願
人により、シヤドウマスクの電子銃側に低導電層を設
け、シヤドウマスクがドーミングを生じる大電流時にこ
の低導電層が負に帯電してドーミングに伴なう電子ビー
ムの変位を静電的に偏向し、ミスランデイングを軽減さ
せる提案もいくつかなされている。例えば、特願昭59−
2613号では、この低導電層を酸化すずSnO₂を含む鉛ほう
酸塩ガラスより形成し、シヤドウマスクに封着接合して
いる。ところで、一般にこのようなガラスの導電率1/ρ
の逆数ρは、抵抗率であり、この抵抗率は温度で急激な
変化をすることが知られている。すなわち とあらわすことができる。ここで、ＡとＥはガラスの特
性をしめす定数、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度で
ある。従つて、ガラスの抵抗率ρの温度依存性は明らか
に負、すなわち温度の上昇に伴ない抵抗率ρが減少する
特性を有している。逆に、金属の抵抗率ρの温度依存性
は、明らかに正である。これは、金属の電気伝導が膨大
な一定の数の電子によつて行なわれていて、温度が上昇
するとこの電子が振動の増大した金属内の格子により散
乱されるため、電子の移動度が圧縮されて電気伝導度
（導電率）1/ρが減少、すなわち、その逆数である抵抗
率ρが増加すると知られている。一方、ガラスは電子が
束縛状態にあるため電気伝導を得るためには、まず、束
縛された電子を解放することが必要である。そこでガラ
スの場合は、温度上昇によるエネルギーで電子を束縛状
態から自由状態とするため、自由な電子が増加して電気
伝導度（導電率）1/ρが増加する。すなわち、その逆数
である抵抗率ρが減少することもよく知られている。従
つて、前期の如きシヤドウマスクの電子銃側に形成され
る低導電層は、大電流時すなわちシヤドウマスクの温度
が高い時には導電率1/ρが大きくなる。すなわち抵抗率
ρが減少して導電性が上る。これに対し低電流時、すな
わちシヤドウマスクが常温に近い時には、抵抗率ρが増
加して導電性が下る。このため、ドーミングが生じるよ
うな高温においては、所望の抵抗率ρ、すなわち導電率
1/ρを設定するとシヤドウマスクが常温に近い通常の動
作の場合、この低導電性の抵抗率ρが増加して絶縁性が
高まり、この低導電層上に不要な帯電を生じ、極端な場
合はミスランデイングを誘発する。一方、逆にシヤドウ
マスクが常温に近い状態で、この低導電層上に不要な帯
電を生じない程度の導電率1/ρにすると、ドーミングが
生じるような高温の場合は導電率1/ρが大きくなり、す
なわち抵抗率ρが下り過ぎてしまい所望の負の帯電が得
られないため、ミスランデイングを補正する効果が殆ん
ど得られないこともある。

〔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、螢光体の形成されたスクリーンと、このスク
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
電子銃と、シヤドウマスクの電子銃側主面に導電率1/ρ
の低導電層を設けたシヤドウマスクとを少なくとも備え
たカラー受像管において、低導電層の導電率の逆数ρの
温度依存性が、常温から200℃の範囲で実質的に零もし
くは正になるように設定して、電子ビームの変位すなわ
ちミスランデイングを効果的に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４図に示
すものと同様であるので詳細な説明は省略する。

すなわち、第４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材厚0.25mmの
冷間圧延鋼よりなるシヤドウマスク(7)の電子銃側主面
に銀Agを含んだ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。この被覆層は、例えばPbO:約75wt
％、B₂O₃：約9wt％、SiO₂：約２％wt％を少なくとも含
む鉛ほう酸塩ガラスと、銀Agを9:1の重量比で混合して
なるものである。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。簡便で量
産性に富む方法としては、例えばニトロセルロースを数
％溶かした詐酸プチルアルコール溶液で溶かされた鉛ほ
う酸塩ガラスをスプレー法で塗布する方法である。

このように、鉛ほう酸塩ガラスをシヤドウマスクの主面
に形成した後、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(7)の熱膨張係数は約1.2×10^−５／℃であ
るが、前期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、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(7)とマスクフレーム(8)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て電子
ビームが被覆層に射突した時の状態について第１図及び
第２図を用いて説明する。図中同一符号は同一部分を示
し第２図は第１図の（Ａ）部近傍の拡大図である。第１
図及び第２図において、シヤドウマスク(7)がドーミン
グ現象を生じていない状態での電子ビーム(5)はスクリ
ーン(4)の所定位置(20)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
て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（7a）が加熱状態の電子ビー
ム（5a）はシヤドウマスク（7a）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
(20)から（20a）へ移動する。即ち、本来地点(20)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（20a）にミスランデイングし、地点(2
0)と（20a）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)には低
導電層(14)が形成されているので電子流密度に対応して
負に帯電することになる。そしてこの負の帯電、特にシ
ヤドウマスク(7)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(5)を管軸(16)より遠ざかる
方向に軌道（5b）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(20)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（20a）を
再び元の正しいランデイング地点(20)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。低導電層(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。しかし、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。さらに、本発
明によるAgを約10wt％含む鉛ほう酸塩ガラスは、第３図
の特性Ｉの如く、抵抗率ρの温度依存性が略零、すなわ
ち常温における抵抗率ρ_常温が約1.6×10¹¹Ω・ｍ、200
℃における抵抗率ρ₂₀₀が約２×10¹⁰Ω・ｍと、その比
ρ₂₀₀／ρ_常温＝0.125で変化が非常に小さい。従つて、
ドーミング現象を生ぜしめるような温度、例えば80℃で
ランデイングを抑制する作用を最大にすべく低導電層の
導電率1/ρを設定しても、抵抗率ρの温度変化が非常に
小さいため、通常の映像映出時、すなわちシヤドウマス
クの温度が常温に近い場合でも導電率1/ρが下る。すな
わち、抵抗率がほとんど上らないため、不要な帯電によ
る抑制作用は発生せず、充分ランデイング余裕度の範囲
を保つことができる。ところが特願昭59−2613号で提案
されている酸化すずSnO₂を含む鉛ほう酸塩ガラスの低導
電層の抵抗率ρの温度依存性は、第３図特性IIに示すよ
うに、常温から200℃の範囲における変化が非常に大き
い。すなわちρ₂₀₀／ρ_常温≒６×10^-5である。このよ
うな特性の低導電層は、シヤドウマスクが常温に近い場
合にこの低導電層に不要な帯電を生じさせないような抵
抗率ρ、この場合は約10¹¹Ω・ｍに設定すると、シヤド
ウマスクがドーミングする80℃前後では、その温度依存
性により抵抗率ρが約３×10^８Ω・ｍとなる。そのため
ランデイング抑制に必要な帯電を生じさせるに充分足り
る抵抗率すなわち導電率とはなりえなくなる。従つて、
シヤドウマスクのドーミングに伴なうミスランデイング
を充分に抑制することは難しくなる。従つて、導電率1/
ρの低導電層の抵抗率ρの温度依存性が望ましくは正で
あることが好適である。

なお、本発明の主旨である低導電層の導電率1/ρの逆数
すなわち抵抗率ρの温度依存性が常温から200℃の範囲
で、実質的に零あるいは正と云うことは、数値的に云い
換えると常温における抵抗率ρ_常温と200℃における抵
抗率ρ₂₀₀の比ρ₂₀₀／ρ_常温が次の(2)式の関係にある
時を略零、一方次の(3)式の関係にある時を正と云う意
味である。すなわち 〔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
クのドーミングに伴なう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、本発明による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２図は第１図のＡ部を拡大し
て示す拡大模式図、第３図は低導電層の抵抗率の温度依
存性を説明するための特性図、第４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である。 (1)……パネル、(2)……フアンネル (3)……ネツク、(4)……スクリーン (5)……電子ビーム、(6)……電子銃 (7)……シヤドウマスク、(8)……フレーム (14)……電子吸収層、(15)……透孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光色の異なる蛍光体群の形成されたスク
   リーンと、このスクリーン上の蛍光体を発光せしめる電
   子を射出する電子銃と、前記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し、この主面の前記電
   子銃側に導電率1/ρの低導電層を有するシャドウマスク
   とを少なくとも備えたカラー受像管において、前記導電
   率の逆数ρの温度依存性が常温から200゜Ｃの範囲で常
   温時の抵抗率ρ_常温と200゜Ｃにおける抵抗率ρ₂₀₀の関
   係が、 0.1＜ρ₂₀₀／ρ_常温 であることを特徴とするカラー受像管。
2. 【請求項２】前記低導電層が少なくとも銀を含む鉛ほう
   酸塩ガラスである特許請求の範囲第１項記載のカラー受
   像管。