JPS60157140A - カラ−受像管 - 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（二係ゎシ、特
にそのシャドウマスクく二関するものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕

一般（二７ヤドウマスク型カラー受像管は第１図に示す
よう（：典型的（二は硝子で形成された外囲器は、実質
的（；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。そしてパネル（１
）の内面（−は赤、緑及び青（：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）Ｃ二はパネル（１）の水平軸線に沿って一列
（二配列され赤、緑及び青に対応する３本の電子ビーム
αｌを射出するいわゆるインライン型電子銃（６）が内
股されている。またスクリーン（４）　ｔ：、近接対向
して多数の透孔の穿設された実質的に矩形状の主面を有
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けられ
たスカート部（８）全有し、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）？：介してパネル（１）内側壁（＝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ａ１はファンネル（２）近傍
の外部（二装置された偏向装置（図示せず）（：よって
偏向され、実質的に矩形状のパネル（１）　Ｉ＝対応す
る矩形状の範囲を走査するよう（−且つシャドウマスク
（５）の透光を介して色選別され、各発光ストライプ状
螢光体口正しく対応射突せしめてカラー映像ヲ現出させ
る。ここでシャドウマスク（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℃程度迄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１．２×＝５ １０７℃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０．１ｗ〜０．３＋ＩＩＩ＋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）部
（８）を支持するマスクフレーム（７）は厚さ１ｍ前後
の強固な断面り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。従って加熱５されたシャドウ
マスク（５）は容易（：熱膨張を生ずるが、その周辺部
は黒化処理を施こされ良熱容量の大きなマスクフレーム
（７）（二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し、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（二温度差を生じ
相対的（：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）との距離が変化し電子ビー
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管の動作初期（二お
いて顕著である。

このようなカラー受像管の動作初期Ｃ二おけるドーミン
グ現象（二対しては、シャドウマスクの中央部からの熱
の放射の促進やシャ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（二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、−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（
；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。このようにシて生じた脱落黒色層はシャドウマスク
に付着すると孔詰シヲ生じてけい光面Ｃ二おける画像特
性全劣化させ、また電子銃（二付着すると、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本
発明と同一出願人（二よる特願昭５８−１４８８４３号
ではシャドウマスクの電子銃側全面（−ガラスを主体と
する、例えば鉛はう酸塩ガラスからなる層を設ける提案
がなされている。このようなカラー受像管では鉛はう酸
塩ガラス層の熱伝導率がシャドウマスクのそれよりも小
さいため、マスク（：伝達される熱量が少なくなりシャ
ドウマスクの温度上昇が抑制されている。また鉛はう酸
塩ガラスの比重がシャドウマスクのそれ（：近いため、
鉛はう酸塩ガラス層を形成したこと（二よりシャドウマ
スクの質量が増加し機械的強度を向上する。

更に、シャドウマスク（ニガラスが溶着し結晶化した状
態ではガラスにわずか（二圧縮応力、シャドウマスク（
二は引張応力が働いているため機械的強度も従来のマス
クより向上している。

以上これらの要因（二より上記提案（−よるとシャドウ
マスクのドーミングは効果的（＝抑制することが出来る
が、その反面状のようガ欠点も有している。すなわち鉛
はう酸塩ガラス中（＝含まれるＰｂＯが７０重量％乃至
８５重量％であるためにシャドウマスク（二よって遮蔽
される無効電子ビームの管内での乱反射が増加しスクリ
ーン面での白浮き、いわゆるコントラストの低下を来た
丁。

また、シャドウマスクは一般に鉄を主成分とするいわゆ
る冷間圧延鋼からカる厚さ０．１濶〜０．３ｍの薄板か
ら形成されているが、前述したように鉛はう酸鉛ガラス
が溶着し結晶化した状態ではガラスにわずかに圧縮応力
、シャドウマスク（二は引張応力が働いており、仮にこ
れらの応力のバランスが崩れた時、例えば、ガラス層の
厚さは通常１０ｐｍ乃至２０μｍが好ましいとしている
が、製造上のばらつき等（−よりガラス層の厚さがこれ
を越え、且つシャドウマスクの板厚が０，２１以下のも
の（ニガラス層が形成されると、時としてシャドウマス
クの変形を引き起こす場合がある。

〔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Ｃ二近接し実質的（二矩形状の主面
（＝多数の透孔を有するシャドウマスクとこのシャドウ
マスクを介してスクリーン上の螢光体を発光せしめる電
子ビームラ射出する電子銃を少なくとも備えたカラー受
像管（：おいて、このシャドウマスクの電子銃側表面（
ニガラスを主体とする層全部分的（二形成すること（二
より、シャドウマスクの温度上昇を軽減してシャドウマ
スクのドーミングを抑制するカラー受像管である。

〔発明の実施例〕

以下本発明（二ついて実施例Ｃ：基き詳細Ｃ二説明する
。尚、本発明のカラー受像管の部材構成自体は第１図１
：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Ｃ二示すようなカラー受像管（二於いて、スクリー
ン（４）　Ｃ近接対向して配設されるシャドウマスク（
５）の電子銃側の表面にガラスを主体とする、例えば鉛
はり酸塩ガラスからなる層が中央部分を除き左右領域（
：部分的Ｃ：形成されている。

その状態を電子銃側から見た状態が第２図で、斜線の部
分がガラス層が形成されている領域を示している。第２
図（：おいて、実質的（：矩形状の主面の短辺長ｔ−ｖ
、長辺長ヲ甘、短せ及び長辺（＝平行で管軸を含む中央
線をそれぞれｖ−ｖ、、ｈ−ｈで示す。

また、ガラス層の形成される領域は中央ｍ　ｖ−ｖけて
それぞれ対称的に矩形状（二形成されている。

この鉛＃１う酸塩ガラス層線ニトロセルロースヲ数チ溶
かした酢酸ブチルアルコール溶液で溶かされた平均粒径
約５μｍの鉛はう酸塩ガラスを膜厚１ｏ湘乃至２０μｍ
となるよう（−塗布する。塗布（−際しては透孔の目詰
まりを生じないこと及び所定の膜厚に制御することが必
要である。この観点からはけ塗りは好ましくない。スプ
レー法の場合ハ、２０画乃至３０副の距離からスプレー
圧約３１に４／ｃｓｌで塗布するとよい。スプレー法で
はガラス粒子のシャドウマスクへの付着効率を考慮して
スプレー時間を制御しなければならない。静電塗布法の
場合は、シャドウマスクを陽極として接地し、ガラス粒
子噴、射装置は直流電源から負の高電圧、例えば−９０
ＫＶｔ印加し、シャドウマスクと噴射装置の間（二高圧
の静電界を形成させる。供給槽より噴射装置を通じて噴
霧された鉛はう酸塩ガラス粒子は負（二帯電して静電昇
揚にのり対極の゛シャドウマスクＣ：連続的に封着させ
ることができる。非塗布部には適宜遮蔽板を用いればよ
い。静電塗布法Ｃ二よるガラス層の形成は、負（二帯電
したガラス粒子が正に帯電したシャ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。また静電界を一足（二
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靜
＠塗布法Ｃ：好適する。

以上のよう（ニガラス層を塗布し、乾燥後このシャドウ
マスク全最高温度が約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、シャドウマスク（５）
の電子銃側（ニガラス化された鉛はう酸塩ガラス層が形
成できる。この鉛はう酸塩ガラスはＰｂＯの重量パーセ
ントが４４〜９３チの範囲でガラス化するが、結晶化（
二対し安定なのは７０〜８５チであジ、この範囲が量産
（二適している。また、一般（＝金属とガラスを封着す
る場合ガラスＣ：無理な歪力がかからないようＣ二する
ことが必要である。

ガラスではその圧縮強度が引っ張り強度の約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（二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（
二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１．２ＸＩＯ−’／ｌであるが、前記Ｐｂｏの
重量パーセントが７０〜８０％の鉛はう酸塩ガラスの熱
膨張係数は０．７〜１．２Ｘ１０　７℃であり、冷間圧
延鋼板のシャ１゛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はう酸塩ガラスを結晶化す
るため（ユは、４ｏｏ℃乃至６００℃の最高温度とそれ
を３０分以上保持でさる炉が必要であるが、通常シャド
ウマスクとマスクフレームを組み合わせたシャドウマス
ク構体はへネルと組み合わせた状態で４００１：乃至４
５０℃でスタビライズを行なっている。従ってガラス層
“形成後の熱処理工程は上記スタビライズ熱処理工程と
兼用して行なうことができ特に熱処理工程を追加する必
要はない。また従来のスタビライズ工程と兼用させるた
めＣ：最適化結晶に必要な温度を調整する必要がある場
合はＺｎＯ’ｐ　ＣｕＯを鉛はう酸塩ガラス添加しても
よい。この場合は熱膨張係数音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。

ところで、従来のようにシャドウマスクの電子銃側全域
にガラス層を形成すると、ガラスと金属との封着Ｃ二際
し封着時の歪力が加わり、ガラス層とシャドウマスク内
部の残留応力にょクマスクの板厚とガラス層の膜厚の条
件（＝よっては、マスク変形が生ずる場合がある。

すなわち、第３図（＆）ｉ：示すように、金属（１３と
ガラスＯＤが高温、例えば４４０℃に加熱された封着前
の状態では両者の長さＬは同一であったとする。

この状態から第３図Φ）に示すように両者を封着しない
尽で常温まで戻した場合は、ガラスの熱膨張よりも金属
のそれがわずか（二大きく選択しであるので、両者の長
さの関係はｔｇ＞Ａｍとなる。一方、第３図（Ｃ）（＝
示すよう（＝金属ｃＩ邊とガラス（ｌυを高温で封着結
合し常温まで冷却した場合は、ガラスは金属の几めＣ：
より縮み、逆Ｃ：金属はガラスがあるが故にその熱（二
よる収縮が途中が妨たげられる。従って結局封着結合後
の常温での長さは、Ａｇ＞ｔ＞ｔｍとなる。この結果ガ
ラス内部（：は圧縮応力Ｐｃが、金属内部（二は引張応
力ｐＴが残留歪力として常に残ること（＝なる。即ちシ
ャドウマスクへのガラス層形成後の熱処理による結晶化
工程（二よムシャドウマスクは上記残留歪力を受けて、
時としてマスク変形を起こし、ガラス層（１１）の膜厚
が厚い程、また々が長い程、換言すればシャドウマスク
の電子銃側全領域（二於て、ガラス層の占める領域が広
い程、変形し易く、変位も大きくなる。また、シャドウ
マスク（Ｉ４の板厚が薄い程、変形し易くなることは云
うまでもない。特にシャドウマスクの主面の周辺部はパ
ネル外形に対して折９曲げられたスカート部を成形する
際（ニスカート部のスプリングバックにより若干ひずみ
が残っているため（＝特（：変形しやすい。

またカラー受像管ｔｍ動作させた時、シャドウマスクの
透孔を通過するいわゆる有効電子ビームはその機構上１
／３以下であシ、他の電子はシャドゥマスク（二衝突し
熱エネルギー、あるいはＸ線等（二置換される。また一
部のものはバックスキャツタリング（二より電子銃側へ
反射され九り、更（−衝突（＝よりニ次電子が放出され
たりして管内では乱反射が生じている。このバックスキ
ャツタリングは周知の如く原子量の多いもの程高くなる
。従来カラー受像管内に用いられる材料で原子量の高い
ものから序列するとＢａ、Ｆｅ、Ａ）、Ｃ，・・・の順
であるが、前記したよう（：鉛はう酸塩ガラス中のＰｂ
ｏの含有率は７０？８５チと高く、また周知のとと（Ｐ
ｂＯの原子量はＰｂ＞Ｈａであるため、シャドウマスク
の電子銃側全域に鉛はう酸塩ガラス層を設けた場合は管
内でのビームの乱反射が増加し、コントラストが著しく
低下する。例えば２１吋型９０度偏向管でシャドウマス
ク主面の第２図（＝示すＨが約４００箇。

■が３００ｍ、板厚が０．１８ｍのシャドウマスク主面
の電子銃側全領域にガラス層を形成させた場合約５割の
確率でシャドウマスク主面の周辺部（二変形が生じた。

しかし乍ら第２図に示すガラス層の形成領域のＸおよび
ｙｔそれぞれ０．８ＸＨ、０，８ＸＶ　ｌ：すること（
二よりシャドウマスク主面の周辺部の変形は殆んど防止
することができた。

更に、シャドウマスクにガラス層を設けない場合のシャ
ドウマスクからのバックスキャツタリング（二よるスク
リーンの不要発光輝度’ｔｔとすると、ガラス層會シャ
ドウマスク略全域（＝形成した場合の不９発光輝度は約
２となり著しくコントラスト全低下させたが、上記実施
例（二おいて、第２図におけるＷの寸法に１２０ｍｍと
すると、約１．６となり、更にＷ　全１６０１１Ｉ１１
とすると約１．２となりコントラストの低下は実用上認
められなくなった。実質的にはｙＶＨｋ　３０％以下と
することでこのようなコントラストの低下は実質的に防
止することができた。

またこのようなカラー受像管を動作させた場合、シャド
ウマスクのドーミング（＝よる色純度の劣化は従来のシ
ャドウマスクの電子銃側全域にガラス層を設けたカラー
受像管よりも悪くなることが懸念される。

しかしながらカラー受像管はその構造上、あるいはスク
リーン面に対する電子ビームの入射角など、その機構上
シャドウマスクのドーミング（：よる電子ビームのミス
ランディングは中央付近よりも第２図で示せばｌ／４Ｈ
よりやや外側の領域が最も大きくなる。これは主面の中
央付近はドーミン　。

グを生じても電子ビームのランディングエラーがちまり
色純度に影響を及ぼ°さないことと、スカート部につな
がる折り曲げ部を有する周辺部は機械的強度が他の主面
より高くドーミングを生じ難いためでちる。従ってシャ
”ドウマスクの中央付近にガラス層を設けなくても、ド
ーミング（二よる電子ビームのミスランディングの大き
い左右領域（二形成すれば実質的に色純度の劣化を防ぐ
ことが出来る。第２図に於てＷを１２０瓢乃至２４０＋
ｍ＋シャドウマスク全体（一対するガラス層の面積比で
は３ｏチ〜７０％の割合で部分的にガラス層を形成して
も、シャドウマスク全体にガラス層全形成した時と、略
同等の効果が得られた。

〔発明の効果〕

以上のよう（二本発明（二よれば、ガラス層を形成した
こと１−よる製造上の問題、及び他の特性の劣化を解消
し、シャドウマスクのドーミング現象全効果的（二軽減
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（二有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はシャ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図は本発明によるカラー受像管のシャド
ウマスクを電子銃側から見た模式平面図、第３図（１）
乃至第３図（ｃ）はガラスと金属の封着現象を説明する
ための模式図である。 （１）・・・パネル　（２１・・・ファンネル（３）・
・・ネック　（４）・・・スクリーン（５）・・・シャ
ドウマスク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）スクリーン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、前記スクリーン（＝近接対向して
   配置され、実質的（：矩形状の主面１：多数の透孔を有
   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
   （：おいて、前記シャドウマスクの少なくとも前記電子
   銃側表面Ｃニガラスを主体とする層が部分的に形成され
   てなることを特徴とするカラー受像管。 ２）前記ガラスを主体とする層が前記シャドウマスクの
   実質的Ｃ：矩形状の主面の短辺Ｃ：実質的Ｃ二平行で管
   軸を含む中央線を少なくとも含まない両側領域に形成さ
   れた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）前記シャドウマスクの実質的に矩形状の主面の前記
   中央線を含む前記ガラス層を形成しない部分の前記主面
   の長辺（：平行な部分の長さが前記長辺の長さの３０−
   以下でち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。 ４）前記ガラスを主体とする層が前記シャドウマスクの
   主面の全領域の３０チ〜７０チの割合で形成されてなる
   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。 ５）前記ガラスを主体とする層が少なくともＰｂＯ、Ｂ
   、０３およびＺｎＯ、またはＰｂＯ、Ｂ、Ｏ，およびＣ
   ｕＯを含む鉛は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。 ６）前記鉛はう酸塩ガラス中（：含まれるｐｂｏが７０
   重量％乃至８５重量％であることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載のカラー受像管７）前記鉛はう酸塩ガ
   ラス中１ｍ　ｕｎｉｔまたはＣＯρ３が含まれているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第６項記載の
   カラー受像管。 ８）前記シャドウマスクと前記鉛はう酸塩ガラス全主体
   とする層の間に酸化膜を介在せしめたことを特徴とする
   特許請求の範囲第５項乃至第７項記載のカラー受像管。 癩シ載　−