JPS6059625A - カラ−受像管の製造方法 - 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の製造方法に係
わり、特にそのシャドウマスク及びスクリーン系の形成
方法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
うに典型的には碍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、
緑及び青に対応する３本の電子ビームθ＠を射出するい
わゆるインライン型″題子銃（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
された曲面状の主面を有するシャドウマスク（５）が配
設される。ンヤドウマスク（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）は断面り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（ｌ＠はファンネル（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
）の透孔な介して色選別され、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　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０．１ｍｇ
〜０．３門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（７）は厚さ１罰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大
きなマスクフレーム（力に対接しているため輻射や伝導
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（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、−面次のような次点も有している。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ンヤドウマスクζ二付
着すると孔詰りを生じてけい光面３二おける画像特性を
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。また第二の例として特開昭５
０−４４７７１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（二酸化ニッケルまた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ζ
二伝達されずマスクから遠ざかる方向（二放射される。

このため、シャドウマスクσ一温度の上昇を効果的（＝
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、製造方法が複雑であり
膨大な設備と作業時間が必要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、動作初期に
おけるシャドウマスクのドーミングを小さくシ画像の色
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
むカラー受像管の製造方法を提供することを目的とする
。

〔発明の概１要〕 本発明はパネル内面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と前記主面の周縁部に延在するスカ
ート部からなるシャドウマスクを形成する工程と、前記
シャドウマスクの透孔を介して前記パネル内面上に電子
ビームの衝撃により多色に選択発光せしめる前記スクリ
ーンを形成する工程とを少なくとも備えたカラー受像管
の製造方法において、前記シャドウマスクに多数の透孔
を穿設する工程と、前記シャドウマスクの主面とスカー
ト部を所定の形状にプレス成形する工程と、前記シャド
ウマスクの少なくとも一方の主面にガラス層を形成する
工程と、前記シャドウマスクを熱処理する工程と、前記
シャドウマスクを介して前記スクリーンを形成する工程
とを少なくとも備え、前記シャドウマスクのガラス層の
形成工程と前記熱処理工程を前記スクリーン形成工程の
前に行なうことを特徴とするものである。

〔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。

ンヤドクマスクの素材としての例えば鉄を主成分とする
厚さＱ、　ｌ　ｕｒｎ乃至０．３絹の低炭素鋼板の両面
に感光剤、例えば牛乳カゼイン酸アルカリと重クロム酸
アンモニウムからなる感光液を塗布乾燥してレジスト膜
を得る。次いでこのレジスト膜（二所定の透孔パターン
を有するネガ原版を密着させ露光現像し透孔を穿設すべ
き全庁、′ｉｌｉ′ｌのみを散出させる。

次（二第２塩化鉄からなるエツチング液を露出金属面に
スプレー噴射して所定の開孔形状を有する透孔を穿設す
る。

ボルダ−とダイで挾持し、透孔な有する主面は上部ポン
チと下部ノックアウトによって所定の曲面状に成形され
、次いで周縁部はマスク主面を支持固定するためのスカ
ート部として例えば管軸方向に沿って折り曲げ成形され
る。

このよう：二して形成されたシャドウマスクはそのスカ
ート部が例えば断面り型の強固なマスクフレームに支持
固定される。

次にシャドウマスクの透孔な有する主面の一方に、例え
ばスクリーンに近接対向して配設した時電子銃側の凹面
となる主面にガラス層、例えば鉛はう酸塩ガラスからな
る層が形成される。この鉛はう酸塩ガラス層はニトロセ
ルロースを数％溶かした酢酸ブチルアルコール溶液で溶
かされた平均粒径約５μｍの鉛はう酸塩ガラスを膜Ｊ＠
１０μＩｌｌ乃至２０μｍとなるように塗布する。塗布
に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。スプレー法の一場合は、２０曙乃至３
０儂の距離からスプレー圧約３　”；ｆ／　ｃ＋＋！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にＭを印加し、シャドウ
マスクと噴射装置の間に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
粒子は負に帯電して静電界場にのり対極のシャドウマス
クに連続的に耐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（二よるガラス層
の形成は、負に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
た静電界を一定に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
ため帯電し易く静電塗布法に好適する。

以上のよう（ニガラス層を塗布し、乾燥後このシャドウ
マスクを最高温度が約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が
ラスζ二無理な歪力がかからないよう（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］０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ャドウマスク（５）の熱膨張係数
は約１．２　Ｘ　１０−’／℃であるが、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０．７〜１．２Ｘ１０−’／℃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鉛はう酸塩ガラスを結晶化す
るため（二は、４００℃乃至６００℃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、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
るために最適化結晶（二必要な温度を調整する必要があ
る場合はＺｎＯやＣｕＯを鉛はう酸塩ガラスに添加して
もよい。この場合は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。

このようにして完成したシャドウマスク構体はパネルと
組み合わせた状態でスクリーン形成工程が行なわれる。

まずパネル内面にジアゾ系の感光レジスト膜を形成し、
シャドウマスクの透孔な介して超高圧水銀ランプを用い
て露光する。レジスト膜現像後黒鉛を塗布乾燥し、分解
剤を用いて現像しパネル内面の所定位置に光吸収細条帯
を形成する。次いでＡＤＣとＰＶＡ系からなる感光レジ
スト膜に螢光体粒子、例えば青用螢光体粒子を添加した
スラリーをパネル内面に塗布し、同様に露光現像して青
色発光螢光体細条を形成する。以下同様に緑色及び赤色
発光螢光体細条を順次形成してスクリーンが形成される
。

以上のようＣ二して完成したパネル構体はファンネルと
フリットガラスにより接合され排気封止後所定の工程を
経てカラー受像管が得られる。

ここでシャドウマスクへのガラス層の付着及び熱処理工
程は、例えばパネルとファンネルの接合熱処理工程と兼
用して行なうことは好ましくない。

これはガラスと金属との封着に際しては封着時の歪力が
加わり、シャドウマスク内部の残留応力によりスクリー
ンとシャドウマスクとの相対距離が変化し電子ビームの
スクリーンランディングエラーを生ずるためである。

すなわち、＄２図（ａ）に示すように、金属（１２１と
ガラス（１１）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２図（ｂ）に示すように両署を封着しな
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ｌ１ｇ＞ＩＪｍとなる。一方、第２図（ｃ
）に示すようＣ二金属（１つとガラス圓を高温で封着結
合し常温まで冷却した場合は、ガラスは金属のためによ
り縮み、逆に金属はガラスがあるが故にその熱による収
縮が途中で妨たげられる。従って結局封着結合後の常温
での長さは、Ａｇ＞　ｌｌ　＞１１ｍとなる。この結果
ガラス内部には圧縮応力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になる。即ちシャ
ドウマスクへのガラス層形成後の熱処理（＝よる結晶化
工程により、シャドウマスクは上記残留歪力を受けて若
干の変位を生ずることになる。スクリーン形成工程では
ンヤドウマスクの透孔の相対的位置（二対窓してスクリ
ーンが形成されるから、少なくともスクリーン形成工程
前（ニオ等のシャドウマスクへのガラス層形成に関する
全ての工程を終了しておくことが必要である。

以上のようにして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、鉛はう酸塩ガラスの熱伝導率が６Ｗ／ｍ−にと
冷間圧延鋼板のンヤドウマスクのそれの約１／８のシめ
マスク（二伝達される債ば少なくなりシャドウマスクの
温度上昇を効果的（二抑制することができる。

また、ンヤドウマスクの主面に比重の大きいガラス層を
形成することにより主面の機械的耐圧が増加し、従って
ドーミング現象の抑制に有効であるとも考えられる。こ
の観点からすれば、シャドウマスクのスクリーン側の主
面にガラス層を形成させることも有効である。尚、ガラ
ス層形成によりシャドウマスクが振動し易くなる場合も
考えられるが、この場合はシャドウマスクのスカート部
までガラス層を延在させて全体とし′Ｃの剛性を高める
ことにより充分防止することができる。

さらに、シャドウマスクの表面に熱処理により黒色の酸
化被膜を形成させる場合は熱放散性を高めるのみならず
、ガラスとの封着の際にその結合をより高める効果を有
する。またシャドウマスク用紫材として酸化膜の形成し
難い材料、例えばニッケルと鉄を主成分とするアンバー
系合金の表面にガラス層を形成する場合、例えば鉛はう
酸塩ガラスにＭｎＯ，やＣｏ２０ｇ等の黒色着色材を添
加すれば黒色のガラス層が形成され、熱放散性がさらに
改善される。

またガラスと金属の封着は強固な化学結合となるために
、通常の酸化膜のよう（ニジーＶドウマスクから脱落し
管機能を損なう恐れはない。

〔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
時間の増加を伴うことなく、ドーミング現象を効果的に
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（−有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はン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（ａ）乃至第２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。 （１１−０，パネル　（２）・・・ファンネル（３）・
・・ネック　（４）・・・スクリーン（５）・・・シャ
ドウマスク　（６）・・・電子銃（７）・・・マスクフ
レーム 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ｌｌ力蔦１名）＠１
１ ） 鬼 δＩ ！ ゾ 第２図 （力　（ｂ） ｌ −４ ４ （Ｃ，） 〆　Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パネル内面のスクリーンに近接対向し多数の透孔の穿設
   された主面と前記主面の周縁部に延在するスカート部か
   らなるシャドウマスクを形成する工程と、前記ンヤドウ
   マスクの透孔な介して前記パネル内面上に電子ビームの
   衝撃により多色に選択発光せしめる前記スクリーンを形
   成する工程とを少なくとも備えたカラー受像管の製造方
   法において、前記シャドウマスクに多数の透孔を穿設す
   る工程と、前記シャドウマスクの主面とスカート部を所
   定の形状にプレス成形する工程と、前記シャドウマスク
   の少なくとも一方の主面にガラス層を形成する工程と、
   前記シャドウマスクを熱処理する工程と、前記シャドウ
   マスクを介して前記スクリーンを形成する工程とを少な
   くとも備えたことを特徴とするカラー受像管の製造方法
   。