JPS6054139A - カラ−受像管 - Google Patents
カラ−受像管Info
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- JPS6054139A JPS6054139A JP58148843A JP14884383A JPS6054139A JP S6054139 A JPS6054139 A JP S6054139A JP 58148843 A JP58148843 A JP 58148843A JP 14884383 A JP14884383 A JP 14884383A JP S6054139 A JPS6054139 A JP S6054139A
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- shadow mask
- glass
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/06—Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
- H01J29/07—Shadow masks for colour television tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
- H01J9/142—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of shadow-masks for colour television tubes
- H01J9/146—Surface treatment, e.g. blackening, coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
- H01J2229/07—Shadow masks
- H01J2229/0727—Aperture plate
- H01J2229/0777—Coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
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。
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に係イクリ、特
にそのシャドウマスクに団するものである。
にそのシャドウマスクに団するものである。
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ｌＬ／ヒ外囲器は、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。そしてパネルけ）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五赤
、緑及び青に対応する３本の磁子ビーム０１を射出する
いわゆるインライン型改子銃（６）が内設されて贋る。
うに典型的には硝子で形成さｌＬ／ヒ外囲器は、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。そしてパネルけ）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五赤
、緑及び青に対応する３本の磁子ビーム０１を射出する
いわゆるインライン型改子銃（６）が内設されて贋る。
またスクリーン（４）に近接対向して多数の透孔の穿設
さルだ主面を有するシャドウマスク（５）がｒ’４己設
さ九る。シャドウマスク（５１の周辺部はパネル外形に
対応して折シ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ｆ９１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本の七子ビーム（ＩＱはファンネル（２）
近傍の外部に配置式れた偏向装置（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ャドウマスク（５）
の透孔ヲ介して色選別され、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。
さルだ主面を有するシャドウマスク（５）がｒ’４己設
さ九る。シャドウマスク（５１の周辺部はパネル外形に
対応して折シ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ｆ９１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本の七子ビーム（ＩＱはファンネル（２）
近傍の外部に配置式れた偏向装置（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ャドウマスク（５）
の透孔ヲ介して色選別され、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℃程度迄ンヤドウマスクを加熱させる。シ
ャドウマスク（５）は一般に０〜ｌ ００ ’０での熱
膨張係数が１．．２ Ｘ １０ ’／υ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間〜
０．３馴の薄板から形成さ托ており、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
（７）は厚さ１朋前後の強固な断１＠ 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
って加熱されたシャドウマスク（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
犬＠なマスクフレーム（７）に対接しているため輻射や
云淳によりンヤ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。
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℃程度迄ンヤドウマスクを加熱させる。シ
ャドウマスク（５）は一般に０〜ｌ ００ ’０での熱
膨張係数が１．．２ Ｘ １０ ’／υ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間〜
０．３馴の薄板から形成さ托ており、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
（７）は厚さ１朋前後の強固な断１＠ 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
って加熱されたシャドウマスク（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
犬＠なマスクフレーム（７）に対接しているため輻射や
云淳によりンヤ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）の中央部と周辺部に温度
差を生じ相対的に中央部を主体として）ＪＤ Ｍ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
作初期において顕著である。
差を生じ相対的に中央部を主体として）ＪＤ Ｍ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
よシ多数の提案がなされている。例えば、米国特許第２
８２６５３８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Ｃ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ンヤドウマス
クの温度は低下する。しかし、この黒鉛より成る黒色層
は、−面次のような欠点も有している。すなわち、カラ
ー受像管の製造工種中の熱工程での熱サイクルによシ黒
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７ヤドウマスクに付着す
ると孔粘りを生じてけい光面によ？ける画像時性を劣化
させ、′まだ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
質を著しく低下さ亡る。また第二の例として特開昭５０
−４４７７１号公報ではン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漬し
、その上にアルミニウム層を、更にこのアルミニウムｆ
Ｂ上に酸化ニッケルまだはニッ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・改は極め
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
に伝達さり、ずマスクから遠ざ廓る方向に放射される。
現象に対しては、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
よシ多数の提案がなされている。例えば、米国特許第２
８２６５３８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Ｃ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ンヤドウマス
クの温度は低下する。しかし、この黒鉛より成る黒色層
は、−面次のような欠点も有している。すなわち、カラ
ー受像管の製造工種中の熱工程での熱サイクルによシ黒
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７ヤドウマスクに付着す
ると孔粘りを生じてけい光面によ？ける画像時性を劣化
させ、′まだ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
質を著しく低下さ亡る。また第二の例として特開昭５０
−４４７７１号公報ではン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漬し
、その上にアルミニウム層を、更にこのアルミニウムｆ
Ｂ上に酸化ニッケルまだはニッ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・改は極め
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
に伝達さり、ずマスクから遠ざ廓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
要となり工業的散産性に著しく欠けると云う欠点がある
。
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
要となり工業的散産性に著しく欠けると云う欠点がある
。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、動作初期に
おけるシャドウマスクのドーミングを小ざくし画像の色
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。
おけるシャドウマスクのドーミングを小ざくし画像の色
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。
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
するンヤ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ｉ’に子ビームを射出
する覗子銃を少なくとも備えたカラー受像冴において、
このシャドウマスクの主面の少なくとも一方にガラスを
主体とする層を設けることにより、シャドウマスクの温
度上昇を軽減し゛Ｃシャ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カラー受像管である。
するンヤ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ｉ’に子ビームを射出
する覗子銃を少なくとも備えたカラー受像冴において、
このシャドウマスクの主面の少なくとも一方にガラスを
主体とする層を設けることにより、シャドウマスクの温
度上昇を軽減し゛Ｃシャ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カラー受像管である。
以Ｆ本発明について実施例に基き詳訓に説明゛ｊ−る。
同、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＋ｆｔ［ｌな説明は省略する
。
すものと同様であるので詳＋ｆｔ［ｌ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ャドウマスク（５）
の電子銃側の上面にガラスを主体とする、例えは鉛はう
酸塩ガラス／ハらなる層が形成されている。この鉛はう
酸塩ガラス層は、パネル（１）とファンネル（２）とが
封着される前に、ニトロセルロースを数係溶かした酢酸
ブチルアルコール溶液で溶かされた鉛はう酸塩ガラスを
ンヤドウマスク（５）の成子銃側に塗布、乾燥後このシ
ャドウマスク（５）をパネル（１）内に装着する。そし
て、その後、パネル（１）とファンネル（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
１３５分以上ある炉を通過させると、シャドウマスク（
５）の゛Ｉ区子銃側にガラス化された鉛はう酸塩ガラス
層が形成できる。
（４）に近接対向して配設されるシャドウマスク（５）
の電子銃側の上面にガラスを主体とする、例えは鉛はう
酸塩ガラス／ハらなる層が形成されている。この鉛はう
酸塩ガラス層は、パネル（１）とファンネル（２）とが
封着される前に、ニトロセルロースを数係溶かした酢酸
ブチルアルコール溶液で溶かされた鉛はう酸塩ガラスを
ンヤドウマスク（５）の成子銃側に塗布、乾燥後このシ
ャドウマスク（５）をパネル（１）内に装着する。そし
て、その後、パネル（１）とファンネル（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
１３５分以上ある炉を通過させると、シャドウマスク（
５）の゛Ｉ区子銃側に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 （Ｚ） 、Ａ 凌パー
セントが４４〜９３ｇｊＬＤ範囲でガラス化するが、結
晶比に対し安定なのは７０〜８５係であり、この範囲が
量産に適している。まだ、一般に金□、ｘ４とガラスを
封７ｄ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っ
張り強度の約１０培であり、従って封着後ガラスにわず
かに圧縮応力が加わっ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肩金１４のそれがわずかに大
きい方が好まし贋。一般に冷間圧延鋼板よりなるンヤド
ウマスク（５）の熱膨張係数は約１．２ Ｘ １０ ’
／’０であるが、前記ＰｂＯの重量パーセントが７０〜
８５チの鉛はう酸塩ガラスの熱膨張係数は０．７〜１．
２ Ｘ ｔ ｏ−’／’０であシ、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ｂ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には、［
）０〜４５０℃の最高温度とそれを３０分以上保持でき
る炉が必要となり工業的に若干不利となるが、前述の通
りパネル（１）とファンネル（２）との封着時に同時に
封着炉で結晶化できれば、工業的に非常に有利となる。
セントが４４〜９３ｇｊＬＤ範囲でガラス化するが、結
晶比に対し安定なのは７０〜８５係であり、この範囲が
量産に適している。まだ、一般に金□、ｘ４とガラスを
封７ｄ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っ
張り強度の約１０培であり、従って封着後ガラスにわず
かに圧縮応力が加わっ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肩金１４のそれがわずかに大
きい方が好まし贋。一般に冷間圧延鋼板よりなるンヤド
ウマスク（５）の熱膨張係数は約１．２ Ｘ １０ ’
／’０であるが、前記ＰｂＯの重量パーセントが７０〜
８５チの鉛はう酸塩ガラスの熱膨張係数は０．７〜１．
２ Ｘ ｔ ｏ−’／’０であシ、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ｂ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には、［
）０〜４５０℃の最高温度とそれを３０分以上保持でき
る炉が必要となり工業的に若干不利となるが、前述の通
りパネル（１）とファンネル（２）との封着時に同時に
封着炉で結晶化できれば、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−？ ＣｕＯを鉛はう酸塩ガラスに
添加してもよい。この場合、熱膨張係数をあまシ変化さ
せないでより低温で結晶比さぎることか可能となる。
要に応じて、ＺｎＯ−？ ＣｕＯを鉛はう酸塩ガラスに
添加してもよい。この場合、熱膨張係数をあまシ変化さ
せないでより低温で結晶比さぎることか可能となる。
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
、電子ビームが射突する鉛はう酸塩ガラスで発生した熱
は、鉛はう酸塩ガラスの熱伝導率が６Ｗ／ｍ −１＜と
冷間圧延ｊＮ板のシャ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、ヨくなりシャドウマスク
の温度上昇を効果的に４ｔｐ制することができる。
、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、鉛はう酸塩ガラスの熱伝導率が６Ｗ／ｍ −１＜と
冷間圧延ｊＮ板のシャ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、ヨくなりシャドウマスク
の温度上昇を効果的に４ｔｐ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、シャ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Ｊ効し易くなる
場合も考えられる。即ち、シャドウマスクのスカート部
と固定端として外部からの撮動、例えばテレビジョンセ
ットのスピーカーの特に低周波の大出力が振動の要因と
、よることがある。
現象は効果的に抑制されるが、シャ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Ｊ効し易くなる
場合も考えられる。即ち、シャドウマスクのスカート部
と固定端として外部からの撮動、例えばテレビジョンセ
ットのスピーカーの特に低周波の大出力が振動の要因と
、よることがある。
一般に単純支持式れた梁のｕＥ力による最大変位Ｊは、
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
工：梁断面の２次モーメント
で表わされる。従ってシャ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几る
。
加すれば振動による変位Ｊが増加することも考えら几る
。
このような場合は、例えば鉛はう酸塩ガラスからなるノ
・１をシャ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、シャドウマスク全体
の剛性を大きくすることができる。このようにすること
によって、スピーカー出力等に起因するシャドウマスク
の振動も充分防止することができる。
・１をシャ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、シャドウマスク全体
の剛性を大きくすることができる。このようにすること
によって、スピーカー出力等に起因するシャドウマスク
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はう酸塩ガラス層をシャドウマ
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
はう酸塩ガラスの比重が６．５とシャドウマスクのそれ
に近いため、鉛はう酸塩ガラス層を形成したことによシ
、シャドウマスクの質涜増加とな力、結果的なこドーミ
ング現象を軽減させることができる。この場合もガラス
１１層はスカート部まで形成することが好ましい。一般
にシャドウマスクの表面は黒色の酸化被膜でおおわル゛
Ｃいるがこの黒色の酸化膜はシャドウマスクからの熱放
散性を高めるはかυ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、シャドウマスク用素材
として酸化膜の形成し難い材料、例えばアンバー材（３
６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）の表面に鉛は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、鉛はう酸塩ガラスに予めＭｎＯ□−？ＣＯ２Ｏ３の
黒色顔料を添加すれば黒色の鉛は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だめ、鉛はう酸塩ガ
ラスのシャ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。
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
はう酸塩ガラスの比重が６．５とシャドウマスクのそれ
に近いため、鉛はう酸塩ガラス層を形成したことによシ
、シャドウマスクの質涜増加とな力、結果的なこドーミ
ング現象を軽減させることができる。この場合もガラス
１１層はスカート部まで形成することが好ましい。一般
にシャドウマスクの表面は黒色の酸化被膜でおおわル゛
Ｃいるがこの黒色の酸化膜はシャドウマスクからの熱放
散性を高めるはかυ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、シャドウマスク用素材
として酸化膜の形成し難い材料、例えばアンバー材（３
６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）の表面に鉛は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、鉛はう酸塩ガラスに予めＭｎＯ□−？ＣＯ２Ｏ３の
黒色顔料を添加すれば黒色の鉛は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だめ、鉛はう酸塩ガ
ラスのシャ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。
以上のように本発明によれば、大規模な製造設備ヤ作業
時間の増加を伴うことなく、ン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、
を改菅することができ、工業的価値は極めて高い。
時間の増加を伴うことなく、ン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、
を改菅することができ、工業的価値は極めて高い。
第１図はシャドウマスク型カラー受像管の４７りＪ戊と
示す概略断面図である。 （１）パネル ｆ２＋ −ファンネル （３１・ネック （４）−・スクリーン（５） シャド
ウマスク Ｃ６）′ｉｄ＋銃（７）−フレ、−ム 代理人 弁理士 １−ＩＩＪ１斤 憲 佑 （ばか１名
）第 １ 図 手続補正書（自発） 特許庁長官 殿 １ 事件の表示 特願昭 ５８−１４８８４３ 号 ２ 発明の名称 カラー受像管 ３６ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４代理人 〒１００ 東京都千代田区内幸町］−１−６ 明細書及び図面 ６、 補正の自答 明細嶺全文を別紙の通り補正する。 図面に第２図及び第３図を追加する。 訂 正 明 細 書 ■９発明の名称 カラー受像管 ２、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（ａえたカラー受像Ｉｔにおいて
、前記シャドウマスクの少なくとも一方の主面にキー、
ｙ−辷イーりを主体とする材１帆来１妻濃舞里り誂−ｇ
−訊ｌ−埃冷−瀘−蜆工い−ることを特徴とするカラー
受像管゛。。 ２）ｉ’＋ｊ記セラミックを主体とする府が前記スカー
ト部の少なくとも一部まで延在して形成されてなること
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
。 を特徴とする特許請求の範囲第′１項及び第２項配子第
７項記載のカラー受像管。 一受像管。 １０）前記シャドウマスクと前記セラミック又は３、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智に係わり、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問題点〕 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。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はストライプ状蛍
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）の水平軸線に沿って一列に配列され赤、
緑及び宵に対厄する３本の電子ビーム００）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）に近接対向して多数の透孔の穿設
された主σ」１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
応して折シ曲けられたスカート部（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
に埋め込まれたビン（図示せず）で係止めされている。 このようなカラー受像惰において、電子銃（６）から射
出された３本の電子ビーム（１０）はファンネル（２）
近傍の外部に配置された偏向装詐（図示せず）によって
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一目つシャドウマスク（５
）の透孔な介して色選別され、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
。ここでシャドウマスク（５）の透孔な通過する有効電
子ビーム量はその機構上］／３９、下であり、残シの電
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°Ｃ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°Ｃでの
熱膨張係数が１．２Ｘ１０ ｌ／℃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． ｍｍ
〜０．３朋の薄板から形成されておシ、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（力は厚さ１ ＃ｌＪ前後の強固な断１１１ｕ 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。従って加熱されたシャドウマスク（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
た熱各量の大きなマスクフレーム（力に対接しているた
め幅射や伝導（二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／ｊ４度が
中央部よりも低くなる。このためシャドウマスク（５１
の中央Δ１１と周辺部に温度差を生じ相対的に中火部を
主体として加熱膨張されたいわゆるドーミング現象を住
する。この結果シャドウマスク（５）と蛍光体スフ！Ｊ
−ｙ （４１とのｂ゛１２離が変化し茄：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する。こ
のようｆｘ現象は特にカラー受像ηの動作初期において
顕著である。また局部的に高輝度の画像を映出する場合
も同じくシャドウマスクに局部的なドーミング現象を住
する。 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９点より多数の提案
がなされている。例えば、米国特許ｆｆｉ ２８２６５
３８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ｍ」に黒鉛よシ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、この黒鉛よ構成る黒色層は、−
’ｒ１１４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ザイクルにより
黒色層の密看性が劣化し、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ＩＩＭ、 ｌδ黒色層はシャドウマ
スクに付着すると孔詰）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、市、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（米国特許第３８８７８
２８号）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、更にこの了ルミニウム層上に酸化ニ
ッケルまたはニッケル鉄屑をそれぞれ真空莢着する構造
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死の層を設け
るためには、膨大な設備と作業時ＩＴが必要となシ工業
的量産性に著しく欠けると云う欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明はり、上の点に疾みてなされたもので、動作初期
及びスクリーンの局所に明るい画像が映出された場合に
おける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な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）ｌ リーンに近接しその主面に多数の透孔
な有するシャドウマスクとこのシャドウマスクを介して
スクリーン上の蛍光体を発光止しめる電子ビームを射出
する゛ｉ￥子銃を少なくとも備えたカラー受像管におい
て、セラミックが高温加熱処理によってこのシャドウマ
スクの主面の少なくとも一方に封着接合され、常温（二
おいては諧にシャドウマスクに残留引張応力が存在して
シャドウマスクの温度」二昇時の熱膨張によるドーミン
グを抑制するカラー受像管である。 〔発明の実施例〕 以下本発明について￥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イ月苛成自体は第１図に示
すものと同種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ャドウマスク（５）
の電子銃側の主面にセラミックを主体とする、例えば結
晶性鉛はう酸塩ガラス（例えば旭硝子社製ＡＳＦ−１３
０７）からなる層が高温加熱処理によって封着接合され
ている。この結晶性鉛はう酸塩カラス層は、パネル（１
−１とファンネル（２）とが封着される前に、ニトロセ
ルロースを数％溶かした酢ブ 酸Ｙチルアルコール溶液で溶かされた鉛はう酸塩ガラス
をシャドウマスク（５）の′電子銃側に塗布、乾燥後こ
のシャドウマスク（５ｊをパネル（１）内に装着す待時
間が３５分以上ある炉を通過させると、シャドウマスク
（５）の電子銃側に結晶化された鉛はう酸塩１１９７層
が形成できる。この結靜性鉛はう酸塩ガラスは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。特に前記実施例の如くガラス層
を゛１程子ビームが射突するシャドウマスクの電子銃側
じ形成した場合、ガラスの表面は電子ビームの射突によ
り３ｎＯ’Ｏ以上の高温となるため軟化点（鉛はう酸塩
ガラスでは３５０〜６００℃程度）以上となると体・積
流動を生じる非晶質ガラスは好ましくなく、この観点か
らも再融化温度が高い結晶化Ｊｊガラス使用することが
好ましい。 また、このような鉛はう酸塩ガラスを結晶化するために
は、６００〜４００°Ｃの最高温度とそれを３０分以上
保持できる炉が必要となり工業的に若干不利となるが、
前述の通シバネル（１）とファンネル（２）との封着時
に同時に封着炉で結晶化できれば、或はシャドウマスク
とマスクフレームを主体とするシャドウマスク構体のス
タビライズ工程で結晶化できれば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を鉛はう酸塩ガラス
に添加してもよい。ところで、一般に冷間圧延鋼板よシ
なるシャドウマスク（５）の熱膨張係数はｉＪ記封着温
度近傍では約１．２ Ｘ １０ン°Ｃであるが、一方前
記ＰｂＯの重量パーセントが７０〜８５％の鉛はう酸塩
ガラスの熱膨張係数は同じく前記封着温度近傍で０．７
〜１．２ Ｘ １０ ’／”（）であシこのように封着
温度近傍でのシャドウマスクの熱膨張係数がガラスより
大きいと、封着後にシャドウマスクに残留引張り応力、
逆にガラス；＝は残留圧務黛−１力が発生する。 すなわち、第２図（ａ）に示すように、マスク（１２と
ガラス（１１）が高温１例えば４４０”０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２１ｋｌ（ｂ）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、ガラスの熱膨張よシ
もマスクのそれかわすか（二大きく選択しであるので、
両者の長さの関係は１ｇ ＞ ｌ１ｍとなる。一方、第
２図（Ｃ）に示すようにマスク（１２）とガラス（Ｌｌ
）を高温で封着結合し常温まで冷却した場合は、ガラス
はマスクのため（二よシ縮み、逆１ニマスクはガラスが
あるが故にその熱による収縮カー途中で妨たけられる。 従って結局封名結合後の富高での長さは、八ｇ ＞ １
３ ） Ｉｌｍとなる。この結果ガラス内部には圧縮応
力Ｐｃが、マスク内部には引張応力ＰＴが残留歪力とし
て常に残ること：二なる。 ところで、ガラスではその圧縮強度力ｉ引つ張シ強度の
約１０倍であシ、従って封着後ガラスにわずかに圧縮応
力が加わっている状態にすることが好ましく、前記Ｐｂ
Ｏの重量％が７０〜８５％の鉛はう酸塩ガラスは熱膨張
係数が０．７〜１．２Ｘ１０ ／”Ｏで熱膨張係数が約
１．２Ｘ１０ ’ ／ ”Ｏの冷間圧延鋼板に接合する
には好適である。また鉛はう酸塩ガラスの膜厚は、あま
り厚いとマスクに加わる応力が過度となりマスクが変形
する恐れがあるので２０μｍ乃至３０μｍとすることが
好ましい。 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
、電子ビームが射突する鉛はう酸塩ガラスで発生した熱
でシャドウマスクの温度が上昇するがシャドウマスクに
は残留引張シ応力が作用しているため、シャドウマスク
の温度上昇初期の熱膨張は大幅に抑？Ｉｉ！１される。 この機構を第３図を用いて説明する。第３図は物質の原
子間隔の関数（横軸）としてあたえられた固体中のポテ
ンシャルエネルギー＜ ｔｒＨ軸）を示す図である。一
般にある温度における原子の振動は調和的でないため、
ポテンシャル曲線も絶対零度におけるポテンシャルエネ
ルギ一点Ｚを中心に非対称となる。従って第３図におい
て、常温でＡとＢに対応する位置のあいだで振動してい
る原子間の平均距離はａＲであるが、温度が上昇するに
したがってエネルギーが増加しＣとＤに対応する位置を
振りη１するとポテンシャル曲線の非対称性のため原子
間の平均距離はａＨとなり振動の振巾が増加するにした
がって移動する。このような固体中の原子の平均位置の
移動Δ１−ａＨ−ａＲが熱膨張であることはよく知られ
ている。 ここで本発明による常温においてシャドウマスクに残留
応力をかけた場合の熱膨張を考えν。この場合残留引張
応力によりシャドウマスクを構成する原子の間隔は拡が
るが〜これを弗３図上で表現すれば縦軸すなわちポテン
シャルエネルギーの大きさは不変で、横軸すなわち原子
間隔を表わす単位長さがＵからｕＴに拡大されたことと
等価になる（新しい横軸は点線で示す）。従って、従来
は電子ビーム＋１よるシャドウマスクの温度上昇で、３
−ａ ：Δｌだけ熱膨張したものが（実線で示すＲ 横軸）本発明によるシャドウマスクでは残留引張り応力
が存在するため、第３図の点線で示した横軸上のＡｎ−
ＡＲ−ΔｌｌＴだけ熱膨張する。ところが、前述した如
く実線で示す横軸の３１１位長さＵは点線で示す横軸の
単位長さｔｌ、ｃより小さく表現されているため、従来
の熱膨張量Δｌと本発明（二よる熱膨張ΔｌＴとの関係
は、Δ４＝（ｕ／ｕＴ）×Δｌとなり、明らかに本発明
によりシャドウマスクの熱膨張量ΔｌＴは従来よシ小さ
くなる。 更に木実Ｊ面倒の如く鉛はう酸ガラス、層をシャドウマ
スクの電子銃側に形成すると鉛はう酸塩ガラスの熱伝〕
）率が非常に小さいため、鉛はう酸塩ガラス層の表面で
電子ビームの射突によシ発生した熱がシャドウマスクへ
伝達される前に鉛はう酸塩カラス層表面より放散される
割合が従来より多くなシ結果としてシャドウマスクの温
度上昇を抑制することが可能になる。 次に本発明を２１吋型カラー受像管に適用した例につい
て説明する。厚さ０．２２＋：雪の冷間圧延ｉ＋１ｉｆ
ｌ板よりなるシャドウマスクの電子銃側主面に軟化点近
傍で約１． Ｏ′Ｘ１ｆｆ ’ ／ ”０の熱膨張係数
を有する鉛はう酸塩ガラスを主体とする旭硝子社製ＡＳ
Ｆ −１３０７を前述の方法により塗布結晶化し約２５
μｍの膜厚を得た。適用したシャドウマスクの水平方向
曲率半径は約１０００ｍｍ、蛍光面のストライブ型蛍光
体細条の水平方向ピッチは約２６０μｍで各蛍光体細条
間には約１２０μｍの光吸収帯を有している。 このようなカラー受像筈を陽極電圧２５ ＫＶ、陽極平
均電流１５００μＡで動作させ、動作開始５分後の電子
ビームの水平方向最大移動量をチェックした。測定箇所
は画面中心がら水平方向に約１４０−の最もドーミング
の生じ易い部分である。またこのカラー受像管の場合、
電子ビームは１本の蛍光体細条を含めて両隣の光吸収帯
にまたがるようにランディングする、いわゆるネガティ
ブランティングであるが、ランディング地点が隣の蛍光
体細条まで移動しないまでも一定量の移動により輝度が
低下する。特に輝度に最も影儂を及ぼす緑蛍光体を基準
とするとこのカラー受像すの電子ビーム移動量の許容値
は約７５μｍである。このようなカラー受１象管におい
て、従来の本発明を適用しない焔）合の電子ビーム移動
量が約８５μｍであるのに対し、本実施例の場合の電子
ビーム移動量は約６６μｍを示し充分許容値の範囲内に
あることが確認された。Ｒ１１ち結晶化ガラス層による
シャドウマスクの残留引張り応力の増加に伴なう熱膨張
の抑制と、結晶化ガラス層による熱伝郷率の低減に伴な
う温良上昇の抑制とが効果的に作用しているものである
。 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、シャ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、シャ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、例えはテレビジョンセッ
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３８４Ｘ
ＥＸｌ 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 ｌ：梁断ｍ１の２次モーメント で表わされる。従ってシャ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、例えば鉛はう酸９５ｒ ｉｆクラス
らなる層をシャ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シ、シャドウマスク
全体の剛性を大きくすることができる。このようにする
ことによって、スピーカー出力等に起因するシャドウマ
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はう酸塩ガラス層をシャドウマ
スク（５）のスクリーン（４）側に形成させても封着接
合温度近傍における熱ハし張係数の差が適切であれば同
様な効果が得られることは云うまでもない。 また一般にシャドウマスクの表面は黒色の酸化被膜でお
おわ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はかシか、セラミックとの刺着の際
にその結合をより高める効果がある。一方、シャドウマ
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）の表面に鉛はう酸塩
ガラスｊ幣を形成させた場合、その表面に黒色層が少な
く熱放散性が悪いが、鉛はう酸塩ガラスに予めＭｎＯ２
やＣｏ２Ｏ３の黒色顔料を添加すれは黒色の鉛はう酸塩
ガラス層が形成されるため、熱放散性が改善される。更
に、セラミックと金属の封着は、強１ムな化学結合とな
るため、セラミックのシャ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〕 す、」二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、シャドウマスクのドー
ミングを効果的に軽減して色す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。 ４、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（ａ）乃至第２図（ｃ）はガラスと金
属の封着現象を説明するだめの模式図、第３図は固体の
熱膨張現象を説明するための模式％式％ （５）・・シャドウマスク （６）・・−電子銃（７）
・・・マスクフレーム 代理人 弁理士 則 近 恵 佑
示す概略断面図である。 （１）パネル ｆ２＋ −ファンネル （３１・ネック （４）−・スクリーン（５） シャド
ウマスク Ｃ６）′ｉｄ＋銃（７）−フレ、−ム 代理人 弁理士 １−ＩＩＪ１斤 憲 佑 （ばか１名
）第 １ 図 手続補正書（自発） 特許庁長官 殿 １ 事件の表示 特願昭 ５８−１４８８４３ 号 ２ 発明の名称 カラー受像管 ３６ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４代理人 〒１００ 東京都千代田区内幸町］−１−６ 明細書及び図面 ６、 補正の自答 明細嶺全文を別紙の通り補正する。 図面に第２図及び第３図を追加する。 訂 正 明 細 書 ■９発明の名称 カラー受像管 ２、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（ａえたカラー受像Ｉｔにおいて
、前記シャドウマスクの少なくとも一方の主面にキー、
ｙ−辷イーりを主体とする材１帆来１妻濃舞里り誂−ｇ
−訊ｌ−埃冷−瀘−蜆工い−ることを特徴とするカラー
受像管゛。。 ２）ｉ’＋ｊ記セラミックを主体とする府が前記スカー
ト部の少なくとも一部まで延在して形成されてなること
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
。 を特徴とする特許請求の範囲第′１項及び第２項配子第
７項記載のカラー受像管。 一受像管。 １０）前記シャドウマスクと前記セラミック又は３、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智に係わり、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問題点〕 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。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はストライプ状蛍
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）の水平軸線に沿って一列に配列され赤、
緑及び宵に対厄する３本の電子ビーム００）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）に近接対向して多数の透孔の穿設
された主σ」１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
応して折シ曲けられたスカート部（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
に埋め込まれたビン（図示せず）で係止めされている。 このようなカラー受像惰において、電子銃（６）から射
出された３本の電子ビーム（１０）はファンネル（２）
近傍の外部に配置された偏向装詐（図示せず）によって
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一目つシャドウマスク（５
）の透孔な介して色選別され、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
。ここでシャドウマスク（５）の透孔な通過する有効電
子ビーム量はその機構上］／３９、下であり、残シの電
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°Ｃ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°Ｃでの
熱膨張係数が１．２Ｘ１０ ｌ／℃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． ｍｍ
〜０．３朋の薄板から形成されておシ、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（力は厚さ１ ＃ｌＪ前後の強固な断１１１ｕ 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。従って加熱されたシャドウマスク（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
た熱各量の大きなマスクフレーム（力に対接しているた
め幅射や伝導（二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／ｊ４度が
中央部よりも低くなる。このためシャドウマスク（５１
の中央Δ１１と周辺部に温度差を生じ相対的に中火部を
主体として加熱膨張されたいわゆるドーミング現象を住
する。この結果シャドウマスク（５）と蛍光体スフ！Ｊ
−ｙ （４１とのｂ゛１２離が変化し茄：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する。こ
のようｆｘ現象は特にカラー受像ηの動作初期において
顕著である。また局部的に高輝度の画像を映出する場合
も同じくシャドウマスクに局部的なドーミング現象を住
する。 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９点より多数の提案
がなされている。例えば、米国特許ｆｆｉ ２８２６５
３８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ｍ」に黒鉛よシ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、この黒鉛よ構成る黒色層は、−
’ｒ１１４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ザイクルにより
黒色層の密看性が劣化し、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ＩＩＭ、 ｌδ黒色層はシャドウマ
スクに付着すると孔詰）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、市、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（米国特許第３８８７８
２８号）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、更にこの了ルミニウム層上に酸化ニ
ッケルまたはニッケル鉄屑をそれぞれ真空莢着する構造
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死の層を設け
るためには、膨大な設備と作業時ＩＴが必要となシ工業
的量産性に著しく欠けると云う欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明はり、上の点に疾みてなされたもので、動作初期
及びスクリーンの局所に明るい画像が映出された場合に
おける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な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）ｌ リーンに近接しその主面に多数の透孔
な有するシャドウマスクとこのシャドウマスクを介して
スクリーン上の蛍光体を発光止しめる電子ビームを射出
する゛ｉ￥子銃を少なくとも備えたカラー受像管におい
て、セラミックが高温加熱処理によってこのシャドウマ
スクの主面の少なくとも一方に封着接合され、常温（二
おいては諧にシャドウマスクに残留引張応力が存在して
シャドウマスクの温度」二昇時の熱膨張によるドーミン
グを抑制するカラー受像管である。 〔発明の実施例〕 以下本発明について￥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イ月苛成自体は第１図に示
すものと同種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ャドウマスク（５）
の電子銃側の主面にセラミックを主体とする、例えば結
晶性鉛はう酸塩ガラス（例えば旭硝子社製ＡＳＦ−１３
０７）からなる層が高温加熱処理によって封着接合され
ている。この結晶性鉛はう酸塩カラス層は、パネル（１
−１とファンネル（２）とが封着される前に、ニトロセ
ルロースを数％溶かした酢ブ 酸Ｙチルアルコール溶液で溶かされた鉛はう酸塩ガラス
をシャドウマスク（５）の′電子銃側に塗布、乾燥後こ
のシャドウマスク（５ｊをパネル（１）内に装着す待時
間が３５分以上ある炉を通過させると、シャドウマスク
（５）の電子銃側に結晶化された鉛はう酸塩１１９７層
が形成できる。この結靜性鉛はう酸塩ガラスは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。特に前記実施例の如くガラス層
を゛１程子ビームが射突するシャドウマスクの電子銃側
じ形成した場合、ガラスの表面は電子ビームの射突によ
り３ｎＯ’Ｏ以上の高温となるため軟化点（鉛はう酸塩
ガラスでは３５０〜６００℃程度）以上となると体・積
流動を生じる非晶質ガラスは好ましくなく、この観点か
らも再融化温度が高い結晶化Ｊｊガラス使用することが
好ましい。 また、このような鉛はう酸塩ガラスを結晶化するために
は、６００〜４００°Ｃの最高温度とそれを３０分以上
保持できる炉が必要となり工業的に若干不利となるが、
前述の通シバネル（１）とファンネル（２）との封着時
に同時に封着炉で結晶化できれば、或はシャドウマスク
とマスクフレームを主体とするシャドウマスク構体のス
タビライズ工程で結晶化できれば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を鉛はう酸塩ガラス
に添加してもよい。ところで、一般に冷間圧延鋼板よシ
なるシャドウマスク（５）の熱膨張係数はｉＪ記封着温
度近傍では約１．２ Ｘ １０ン°Ｃであるが、一方前
記ＰｂＯの重量パーセントが７０〜８５％の鉛はう酸塩
ガラスの熱膨張係数は同じく前記封着温度近傍で０．７
〜１．２ Ｘ １０ ’／”（）であシこのように封着
温度近傍でのシャドウマスクの熱膨張係数がガラスより
大きいと、封着後にシャドウマスクに残留引張り応力、
逆にガラス；＝は残留圧務黛−１力が発生する。 すなわち、第２図（ａ）に示すように、マスク（１２と
ガラス（１１）が高温１例えば４４０”０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２１ｋｌ（ｂ）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、ガラスの熱膨張よシ
もマスクのそれかわすか（二大きく選択しであるので、
両者の長さの関係は１ｇ ＞ ｌ１ｍとなる。一方、第
２図（Ｃ）に示すようにマスク（１２）とガラス（Ｌｌ
）を高温で封着結合し常温まで冷却した場合は、ガラス
はマスクのため（二よシ縮み、逆１ニマスクはガラスが
あるが故にその熱による収縮カー途中で妨たけられる。 従って結局封名結合後の富高での長さは、八ｇ ＞ １
３ ） Ｉｌｍとなる。この結果ガラス内部には圧縮応
力Ｐｃが、マスク内部には引張応力ＰＴが残留歪力とし
て常に残ること：二なる。 ところで、ガラスではその圧縮強度力ｉ引つ張シ強度の
約１０倍であシ、従って封着後ガラスにわずかに圧縮応
力が加わっている状態にすることが好ましく、前記Ｐｂ
Ｏの重量％が７０〜８５％の鉛はう酸塩ガラスは熱膨張
係数が０．７〜１．２Ｘ１０ ／”Ｏで熱膨張係数が約
１．２Ｘ１０ ’ ／ ”Ｏの冷間圧延鋼板に接合する
には好適である。また鉛はう酸塩ガラスの膜厚は、あま
り厚いとマスクに加わる応力が過度となりマスクが変形
する恐れがあるので２０μｍ乃至３０μｍとすることが
好ましい。 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
、電子ビームが射突する鉛はう酸塩ガラスで発生した熱
でシャドウマスクの温度が上昇するがシャドウマスクに
は残留引張シ応力が作用しているため、シャドウマスク
の温度上昇初期の熱膨張は大幅に抑？Ｉｉ！１される。 この機構を第３図を用いて説明する。第３図は物質の原
子間隔の関数（横軸）としてあたえられた固体中のポテ
ンシャルエネルギー＜ ｔｒＨ軸）を示す図である。一
般にある温度における原子の振動は調和的でないため、
ポテンシャル曲線も絶対零度におけるポテンシャルエネ
ルギ一点Ｚを中心に非対称となる。従って第３図におい
て、常温でＡとＢに対応する位置のあいだで振動してい
る原子間の平均距離はａＲであるが、温度が上昇するに
したがってエネルギーが増加しＣとＤに対応する位置を
振りη１するとポテンシャル曲線の非対称性のため原子
間の平均距離はａＨとなり振動の振巾が増加するにした
がって移動する。このような固体中の原子の平均位置の
移動Δ１−ａＨ−ａＲが熱膨張であることはよく知られ
ている。 ここで本発明による常温においてシャドウマスクに残留
応力をかけた場合の熱膨張を考えν。この場合残留引張
応力によりシャドウマスクを構成する原子の間隔は拡が
るが〜これを弗３図上で表現すれば縦軸すなわちポテン
シャルエネルギーの大きさは不変で、横軸すなわち原子
間隔を表わす単位長さがＵからｕＴに拡大されたことと
等価になる（新しい横軸は点線で示す）。従って、従来
は電子ビーム＋１よるシャドウマスクの温度上昇で、３
−ａ ：Δｌだけ熱膨張したものが（実線で示すＲ 横軸）本発明によるシャドウマスクでは残留引張り応力
が存在するため、第３図の点線で示した横軸上のＡｎ−
ＡＲ−ΔｌｌＴだけ熱膨張する。ところが、前述した如
く実線で示す横軸の３１１位長さＵは点線で示す横軸の
単位長さｔｌ、ｃより小さく表現されているため、従来
の熱膨張量Δｌと本発明（二よる熱膨張ΔｌＴとの関係
は、Δ４＝（ｕ／ｕＴ）×Δｌとなり、明らかに本発明
によりシャドウマスクの熱膨張量ΔｌＴは従来よシ小さ
くなる。 更に木実Ｊ面倒の如く鉛はう酸ガラス、層をシャドウマ
スクの電子銃側に形成すると鉛はう酸塩ガラスの熱伝〕
）率が非常に小さいため、鉛はう酸塩ガラス層の表面で
電子ビームの射突によシ発生した熱がシャドウマスクへ
伝達される前に鉛はう酸塩カラス層表面より放散される
割合が従来より多くなシ結果としてシャドウマスクの温
度上昇を抑制することが可能になる。 次に本発明を２１吋型カラー受像管に適用した例につい
て説明する。厚さ０．２２＋：雪の冷間圧延ｉ＋１ｉｆ
ｌ板よりなるシャドウマスクの電子銃側主面に軟化点近
傍で約１． Ｏ′Ｘ１ｆｆ ’ ／ ”０の熱膨張係数
を有する鉛はう酸塩ガラスを主体とする旭硝子社製ＡＳ
Ｆ −１３０７を前述の方法により塗布結晶化し約２５
μｍの膜厚を得た。適用したシャドウマスクの水平方向
曲率半径は約１０００ｍｍ、蛍光面のストライブ型蛍光
体細条の水平方向ピッチは約２６０μｍで各蛍光体細条
間には約１２０μｍの光吸収帯を有している。 このようなカラー受像筈を陽極電圧２５ ＫＶ、陽極平
均電流１５００μＡで動作させ、動作開始５分後の電子
ビームの水平方向最大移動量をチェックした。測定箇所
は画面中心がら水平方向に約１４０−の最もドーミング
の生じ易い部分である。またこのカラー受像管の場合、
電子ビームは１本の蛍光体細条を含めて両隣の光吸収帯
にまたがるようにランディングする、いわゆるネガティ
ブランティングであるが、ランディング地点が隣の蛍光
体細条まで移動しないまでも一定量の移動により輝度が
低下する。特に輝度に最も影儂を及ぼす緑蛍光体を基準
とするとこのカラー受像すの電子ビーム移動量の許容値
は約７５μｍである。このようなカラー受１象管におい
て、従来の本発明を適用しない焔）合の電子ビーム移動
量が約８５μｍであるのに対し、本実施例の場合の電子
ビーム移動量は約６６μｍを示し充分許容値の範囲内に
あることが確認された。Ｒ１１ち結晶化ガラス層による
シャドウマスクの残留引張り応力の増加に伴なう熱膨張
の抑制と、結晶化ガラス層による熱伝郷率の低減に伴な
う温良上昇の抑制とが効果的に作用しているものである
。 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、シャ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、シャ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、例えはテレビジョンセッ
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３８４Ｘ
ＥＸｌ 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 ｌ：梁断ｍ１の２次モーメント で表わされる。従ってシャ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、例えば鉛はう酸９５ｒ ｉｆクラス
らなる層をシャ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シ、シャドウマスク
全体の剛性を大きくすることができる。このようにする
ことによって、スピーカー出力等に起因するシャドウマ
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はう酸塩ガラス層をシャドウマ
スク（５）のスクリーン（４）側に形成させても封着接
合温度近傍における熱ハし張係数の差が適切であれば同
様な効果が得られることは云うまでもない。 また一般にシャドウマスクの表面は黒色の酸化被膜でお
おわ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はかシか、セラミックとの刺着の際
にその結合をより高める効果がある。一方、シャドウマ
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）の表面に鉛はう酸塩
ガラスｊ幣を形成させた場合、その表面に黒色層が少な
く熱放散性が悪いが、鉛はう酸塩ガラスに予めＭｎＯ２
やＣｏ２Ｏ３の黒色顔料を添加すれは黒色の鉛はう酸塩
ガラス層が形成されるため、熱放散性が改善される。更
に、セラミックと金属の封着は、強１ムな化学結合とな
るため、セラミックのシャ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〕 す、」二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、シャドウマスクのドー
ミングを効果的に軽減して色す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。 ４、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（ａ）乃至第２図（ｃ）はガラスと金
属の封着現象を説明するだめの模式図、第３図は固体の
熱膨張現象を説明するための模式％式％ （５）・・シャドウマスク （６）・・−電子銃（７）
・・・マスクフレーム 代理人 弁理士 則 近 恵 佑
Claims (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電子ビームを射出する
゛ｆｔ子銃とを少なくとも備えたカラー受像管において
、前記シャドウマスクの少なくとも一方の主面にガラス
を主体とする層が形成されてなることを！待機とするカ
ラー受像管。 ２）前記ガラスを主体とする層が前記スカート部の少な
くとも一部まで延在して形成されて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）前記ガラスを主体とする層が少なくともＰｂＯ，Ｂ
２０．及びｚｎＯ，またはｐｂｏ 、 Ｂ２０．及び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゛まだは第２項記載のカラー受像
管。 ４）前記鉛はう酸塩ガラス中に含まれるＰｂＯが７０重
量％乃至８５重量幅であ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）前記鉛はう酸ガラス中に八（１１０２またはＣｏ２
０ｓが含まれていることを特徴とする特許請求の範囲第
３項及び第４項記載のカラー受像管。 ６〕 前記シャドウマスクと前記鉛はう酸塩ガラスを主
体とする層と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３項乃至第５項記載のカラー受像
管。
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| JPH0738295B2 JPH0738295B2 (ja) | 1995-04-26 |
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