JPS60105139A - カラ−受像管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシャドウマスク型カラー受像管及びその製造方
法に係わり、特にそのシャドウマスクに関するものであ
る。

〔発明の技術的背景と間和点〕

一般にシャ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）と漏斗状のファンネル（２）とネッ
ク（３）とから構成される。セしてノくネル（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）の水平軸線に沿って一列に配列され赤
、緑及び冑に対応する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ャドウマスク（５）が配設され
る。シャドウマスク（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）は断面り字型の枠からなるマスクフレーム
（７）によって支持固定され、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木の電子ビームα〔はファンネル（２）近傍の
外部に配肪“された偏向装置（図示せず）によって偏向
され、実質的に矩形状のバネ／ｌ／（１）に対応する矩
形状の範囲を走査するように且つシャドウマスク（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。

ここでシャドウマスク（５）の遜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［子ビ
ームはシャ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℃程度までシャドウマスクを加熱させる
。シャドウマスク（５）は一般に０〜１００℃での熱膨
張係数が約１．２　Ｘ　１０−’／℃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朋〜０
，３朋の薄板から形成されており、このシャドウマスク
（５）のスカート部（８）を支持するマスクフレーム（
刀は厚さ１　ｓｔｓ前後の強固な断面り型の黒化処ｙ１
１を施こされた同じく冷間圧延銅から形成されている。

従って加熱されたシャドウマスク（０）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
や伝導によりシャドウマスク周辺からマスクフレームに
熱が移動シ、シャドウマスク周辺の温度が中央部よりも
低くなる。このためシャドウマスク（５）の中央部と周
辺部に温度差を生じＡＯ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
シャドウマスク（５）と螢光体スクリーン（４）との距
離が袈化し電子ビームの正確なランディングが乱され色
純度の劣化を生ずる。このような現象は特にカラー受像
壱の動作初期において顕著である。また局部的に高輝瓜
となる部分においても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、
シャドウマスクへの熱伝導の阻止という観点より多くの
提案がなされている。

例えば、米国特許ｆ　２８２６５３８号ではシャドウマ
スクの熱放射を促進すべくシャ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ｊ〆が良好な放熱器として
作用するのでシャ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、−向火のような欠点も有
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
はシャー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。また特
開昭５０−４４７７１号公報ではシャドウマスクの電子
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ッケルまたはニッケル釘、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、シャ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、このシャドウマス
ク面上に三重の層を真望蒸着により設けるためには、膨
大な設備と作梁時間が必９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、シャドウマ
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及
びその製造方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は螢光体の形成されたスクリーンに近接しその主
面（＝多数の透孔な自するシャドウマスクとこのシャド
ウマスクを介してスクリーン上の螢光体な発光せしめる
電子ビームを射出する電子銃を少なくとも備え、このシ
ャドウマスクは゛ｒＬ子銃側の主面の開孔領域がスクリ
ーン側の主面より小さく且つ両生面間の一方向の長さが
電子銃（ｉｉＱの主面の開孔領域の一方向の長さより短
かい最小孔径部を有する多数の透孔な備えてなり、電子
銃側、の主面から最小孔径部に至る透孔側壁部の少なく
とも一部を含む電子銃側の主面に低熱膨張、低熱伝導材
が形成されており、この低熱膨張、低熱伝導材はシャド
ウマスクの主面に感光材を形成する工程と、この感光材
を露光現像して未露光部を除去する工程と、前記露光部
に軟化材を介して粘性を有せしめる工程と、粘性を生じ
たＦＭ光部に低熱膨張、伝熱伝導材の粒子層を被着形成
するエイ■と、この粒子層を加熱結晶化融着せしめてシ
ャドウマスク主面に強固に固着せしめることによってシ
ャドウマスクの温度上昇を軽減しビームランディングの
変化を少なく且つ遅くしたカラー受像汀及びその製造方
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全体的な部材構成自
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ャドウマスクは露
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■１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
成形されてシャドウマスクの原型が完成する。このよう
なシャドウマスク（５）は所定形状に形成された後、第
２図に示すようにスクリーン（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低熱膨張率で低
熱伝棉度の、例えげ鉛はう酸塩ガラスからなる被覆層０
１）が形成される。この鉛はう酸゛塩ガラス層は、例え
ばｐｂｏ　７５　％　、Ｚｎ０１０％　、　１３＊ｏｙ
ｌＱ　％　、Ｓ　ｔｏｗ　’１％及びｎａｏ　２　ｖ＋
からなる組成の粒子状拐から形成する。

このようなお、子状拐をシャドウマスク主面に形成する
最も簡便な方法は、例えばニトロセルロースを数９５浴
かした酢酸ブチルアルコール溶液に混合し塗布する方法
である。しかし乍らこのような塗布法では塗布された被
ｍ　Ｎ　（１１１自体はシャドウマスク（５）に固着し
ているわけではなく塗布徒からの溶剤の揮発に伴ない極
めて不安定な状に１すにあり、次の工程までの間に脱落
、剥離する危険性があり好ましくない。また第２図に示
すようにシャドウマスク（５）の透孔（ｌ邊は電子銃例
の主面１の曲孔領域（＋４１（以下小孔と称す）がスク
リーン側の主ｉ′ｌｉ１の開孔領域α３（以下大孔と称
す）よりも小さく形成されており、且つ両生面間の断面
にはその一方向の長さが小孔α滲よりも実質的に小さい
最小孔径部ａｍを有している。この最小孔径部（＋５１
は透孔が丸孔の場合及びスリット孔で長辺に直角な方向
の透孔のｇ；合は実質的に小孔α滲より小さいか又は略
等しく形成されている。従ってこのような透孔部の断↑
Ｒｉ形状を有するシャドウマスク（５）に上記の方法で
’１１　＋”Ｊ層αＤを形成する場合、溶剤の添加郊や
塗布方法によっては被覆層（１１）の厚さが不均一にな
り易い。また透孔側壁部にも不均一に形成されることに
なる。

第３図及び第４図（ａ）乃至（Ｃ）はこのような４Ｔ！
ｔｍ層側を形成するための本発明の一実施例の装置及び
工程図を示すものである。まず？「５３図に示すように
シャドウマスク（５）に例えげＰＶＡとＡＤＣからなる
感光層にＰＶＡを添加した溶？１′Ｊ、を塗布して感光
層（１６１を形成する。このシャドウマスク（５）を所
定の枠台に乗せてレンズ０７）を介して光ｉ１＋、Ｔ　
（１８１により露光を行ない、露光により硬化した部分
を残し未露光部分を除去する（第４図（ａ））。この工
程は通常のカラー受像管のスクリーン形成］、程と略同
様であるが、光源０ε：）は仇数個を同時に用いてもよ
い。次にアルコール、水等の軟化材を吹きつけることに
より、感光層（１Ｇ）中の有機材が軟化し感光層ａのに
粘性を有せしめる。次にｈ１ｊ述の粒子状材を感光層（
ＩＧ）に吹きつけて被ｕ！　層（１１）を形成する（第
４図（ｂ））。

この時粒子状拐は粘性を有する感光層（１Ｇ）部にのみ
付着するが、Ａ☆子状月自体は粘性を有していないので
感光層（ｔ６）のない部分には伺着しない。また付着す
る粒子状材は最初の付着以降に二重、三重に付着するこ
とはない。従って被々Ｍ　）ｍ　（ｌυの厚さは粒子状
材の平均私“【径を選定することにより均一な被覆層α
１）を形成することができる。被４（ｉ　Ｐｉ　（ＩＩ
）の厚さは後述の被覆層（１１）による効果をどの程度
に選定するかによって選択されるが概ねその平均粒径は
１０μｍ以下である。その後、このようにして形成した
シャドウマスク（５）を所定の枠台に粱せて、最高温度
が約４４０°Ｃでその保持時間が３５分り、」二の然処
理炉を通過させると、シャドウマスク（５）の電子υし
側にガラス化された鉛はう酸塩ガラスｊ−からなる被覆
層αυが形成できる（第４図（Ｃ））。」：た感光層（
ｌ［ｉは加熱により消散する。この鉛はう酸塩ガラスは
ＰｂＯの重量パーセントが４４〜９３条の範囲でガラス
化するが、結晶化に対し安定なのは７０〜８５チであり
、この範囲が量産に適している。また、一般に金属とガ
ラスが封着する場合カラスに無理な歪力がかからないよ
うにすることが心許である。

ガラスではその圧縮強度が引っ張り％ｔ、　［Ｃｊｌの
約１０倍であり、従って封着後ガラスにわずかに圧縮力
が加わっている状態にすることがシャドウマスクの熱膨
張を抑制する観点からも好ましいので、ガラスの熱膨張
よりも封着金属のそれがわずかに太きい方が好ましい。

一般に冷間圧延鋼板よりなるシャドウマスク（５）の熱
膨張係数は約１．２Ｘ１０　／’０であるが、前記Ｐｂ
Ｏの重量パーセントが７０〜８５係の鉛はう酸塩ガラス
の熱膨張係数は０．７〜１．２Ｘ　１０　”／’０であ
り、冷間圧延鋼板のシャ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錯はう酸塩ガラスを
結晶化するためには、４００乃至６００°０の最高７Ｙ
Ａ、　Ｉｉとそれを３０分以上保持できる炉が必−“、
りであるが、シー１′ドウマスク構休のスタビライズ工
程時、戊はパネル（１）とファンネル（２）との封危工
程時に同時にガラス層を結晶化することができるので別
にハエ８を設ける必要はなくぶた的にも特に問題はない
。このように従来の熱処理炉＜＜、件でｔｌ：！適化結
晶させるため必要に応じて、ＺｎＯやＣｕＯをｔｆｉは
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ｉ１丁能となる。また必要に応じ
てシャドウマスク（５）のスクリーン（４）側主面にも
同時にこの上うな彼暇層（」υを設けてもよい。

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はう酸塩ガラスで発
生した熱は、低熱膨張、低熱伝等材からなる鉛はう酸塩
ガラスの被促ハ１の熱転）９率が５　Ｗ　／　ｍ　−Ｋ
と冷間圧延鋼板のシャドウマスクのそれの約１７８のた
めマスクに伝達される量が少なくなりシャドウマスクの
温度上昇ン効果的に抑制することができる。この被：、
ｔ　ｊｆＭは第４図に示すように小孔（１４１から最小
孔径部α５）に至る透孔側壁部にも形成されており、被
覆面請を大きくとることができるので有利である。また
一般にシャドウマスクの表面には熱処理により黒色の酸
化種ｊ換を被覆することが採用されているがこの黒色の
酸化膜はシャ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＾Ａ’１合をより高める
効果がある。一方、シャドウマスク用紫材として酸化膜
の形成し難い１料、例えｔｉ［アンバー祠（３６チＮｌ
　−Ｆｅ合金）の表面に鉛はう酸ｊ１．１１ガラス層を
形成させた場合、その表面に＋ｉ−’、色Ｍｉがなく熱
放散性が悪いが、鉛はう酸塩ガラスに予めＭｎｏ、やＣ
ｏ、Ｏ，の黒色顔料を絵加すれば黒色の；沿はう酸ＪＪ
、ｊガラス層が形成されるため、熟成散性が改善される
。更に、ガラスと金属の封若は、強固な化学結合となる
ため、鉛はう酸塩ガラスのシャドウマスクからの斬落は
非常に少なくなる。

以上の実施例の場合、負′５５図（ａ）に示すようにシ
ャドウマスク（５）の中央部以外の部分に入射する電子
ビーム（矢印）が小孔ｆ１４１　Ｊび最小孔径部（ｌ■
等の縁の部分のネ授１、′Ｉ層（１１）に削欠或は接触
することにより反射或は軌跡が変化し映１ＭＨ上不所望
な作用を生ずる恐れがある。このような場合は第３図に
示す感光／ｉ′４（１，６１の露光時に露光用光源（ｉ
８）の位置を仮想電子ビーム偏向中心（図示せず）より
もシャドウマスク（５）側に配置して露光するとよい。

このようにして露光した場合第５図（ｂ）に示すように
、特に小孔（１４）　４１１１搬・ら最小孔径部（Ｉ５
１に至る側壁のうち一つの透孔（１乃のシャドウマスク
の主面の中心軸側は露光されない。従ってこの部分には
被覆層０υも形成されないので上記不都合はｈ３小限に
抑制することができる。

〔発明の効釆〕

以上のように本発明によれば、大川１イ菖な製造設備や
作業時間の増加を伴うことなく、シャドウマスクのドー
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図はシャドウマスク型カラー受（：（（ゞｔ４の４
１□１成を示す概略断面図、第２図はシャドウマスク主
面の被覆層を説明するための要部の拡大ｆ：）ｒｊｉｎ
図、第３図は本発明の詳細な説明するためのｉｔ・ｊｉ
元装置の概略構成図、第４図（ａ）乃至第４１ネ！（Ｃ
）は本発明の詳細な説明するためのシャドウマスクの要
部の拡大断面図、第５図（ａ）及び第５１ｐ、ｌ　（ｂ
）は本発明の他の実施例を説明するためのシャドウマス
クの要部の拡大断面図である。 （１）・・・バネＡ／ｆ２）・・・ファンネル（３）・
・・ネック　（４）・・・スクリーン（５）・・シャド
ウマスク　（６）・・・電子’ｒｊ：（７）・・・フレ
ーム　（１１）・・・被ｆパ＞層（１り・・・透孔　（
Ｉω・・・感光層第　１　図 第　２　図 第　３　図 第　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　螢光体の形成されたスクリーンと、このスクリー
   ンに対向し前記螢光体を衝撃発光せしめる゛１ａ子ビー
   ムを射出する電子銃ど、前記スクリーンに管内部で近接
   対向して配設され前記電子銃側の主面の開孔領域が前記
   スクリーン側の主面の開孔領域より小さく且つ前記電子
   銃と前記スクリーン間の主面との間の一方向の長さが前
   記電子銃側の主面の開孔領域の前記一方向の長さよりも
   短かい最小孔径部を有する多数の透孔の穿設されたシャ
   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′１：２子銃側の主ｌＩ′ｉから前記最小孔径部
   に至る遜孔側Ｎ５．２　ｇ１５の少なくとも一部を含む
   前記電子銃例の主面に低熱膨張、低熱伝導材からなる被
   橙層が形成されたことを！ｌモ徴とするカラー受像管。 ２）　前記電子銃側の主面から前記最小孔径部に至る透
   孔側壁部のうちｎ・」記シャドウマスクの主面の中心軸
   側の前記透孔側壁部には前記被紡層が形成されないこと
   を特徴とする特許請求の範囲１ｊｒｆ　１項記載のカラ
   ー受像管。 ３）　螢光体の形成されたスクリーンに近接し多数の透
   孔の穿設された主面を有するシャドウマスクとこのシャ
   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％−；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イ炊清の製造方法において、前記シ
   ャドウマスクの多数の透孔の穿設された主面に感光材を
   形成する工程と、前記感光材を露光し現像して未露光部
   を除去する工程と、前記露光部に軟化材を介して粘性を
   有せしめる工程と、前記粘性を生じたｐζζ郡部低熱膨
   張、低熱伝導材からなる被覆層を被お形成する工程と、
   前記被ｂゴ層を加熱結晶化させる工程とを備えたことを
   特徴とするカラー受像ｐ、ｆ、、：の製造方法。 ４）　前記露光がカラー受像管の仮想爾、イピーム偏向
   中心よりも前記シャドウマスク側に配置した光源によっ
   てなされることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   のカラー受像管の１Ｊ！′！造方法。