JPS612237A - シヤドウマスクの製造方法 - 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〕 本発明はカラー受像管に用いられるシャドウマスクの製
造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５図に示すよ
うに興産的には碍子で形成された外囲器は、外方に膨出
する曲面状で実質的に矩形状のパネル（１）と漏斗状の
ファンネル（２ンとネック（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８本の電子
ビーム四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
て多数の規則的に配列された透孔が穿設され、パネルと
同方向に膨出する曲面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）の透孔は電
子Ｙ−ムの斜め入射に対する透過率を確保するために、
第６図に示すように透孔Ｉのスクリーン（４）側は大開
孔（５ａ）（以降大孔と称す）、電子銃（６）側は小開
孔（以降小孔と称す）となるよりに構成されている。

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）内側路に埋
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←呻はファンネル（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Ｃ−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乙以下であり、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８０Ｃ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θ〜１００　Ｇでの熱膨張係数が
１．２×１０−５／　ｔｒ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０，１１ｒｒＩａ〜０．
３漠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間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
、その周辺部は悪化処理を施こされた熱容量の大きなマ
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７ヤドウマ
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。また部分的に高輝度の映像が映出される場
合も、シャドウマスクの対応部位で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多
くの提案がなされている。例えば米国特許第２８２６５
８８号ではシャドウマスクの熱放射を促進すべくシャド
ウマスクの曲面状の主面に黒鉛よりなる黒色層を設ける
提案がなされている。また低熱膨張、低熱伝導率のガラ
ス状層をシャドウマスクの曲面状の主面に設ける提案が
本発明と同一の出願人により特願昭５８−１４８８４８
でなされている。

上記例れの場合もシャドウマスクの曲面状の主面への粒
状物の塗布形成は、所定の膜厚、透孔の孔詰まりのない
こと及び量産性に富むことが要求される。

〔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
スクへの粒状物塗布形成に際し所定の膜厚を効率よく塗
布形成することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、シャドウマスクの曲面状主面の膨出面に対向
するように粒状物の吐出装置を配設し、粒状物がシャド
ウマスクの透孔な通過する時の速度と流れを利用して所
定の主面に効率的に塗布形成するものであるっ 〔発明の実施例〕 以下本発明につｌ、ｉ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５図に示すものと同様であるので詳細な説明は省略す
る。

！！６５図に示すようなカッ−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面は
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
うなシャドウマプり（５）は所定形状に形成された後、
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を主体として粒状物が塗布形成され
る。塗布方法としては種々の方式を用いることができる
が、最も簡便な方法としてはスプレー法があげられる。

第１図はスプレー法による粒状物の塗布装置の概略構成
を示すものである。すなわち上部に開口を有するチャン
バー（１→の一端には載置台住埴が配置される。この載
置台には多数の透孔な有する曲面状の主面と周縁部のス
カート部からなるシャドウマスク（５）及びスカート部
を支持固定するマスクフレーム（７）からなるシャドウ
マスク構体が載置される。このシャドウマスク構体上に
はさらに上部７−ド住３）が配置され、ダク）（１４）
を介して吸引装置（図示せず）が付設される。一方シャ
ドウマスク（５）に対向してスプレーノズル１ｅが配置
され、スプレーノズル（ＩＦ５は圧力装置（Ｉ７）及び
貯槽タンクに連結されている。

次にこのような塗布装置による塗布例とその作用につい
て説明する。塗布する粒状物として低熱膨張率、低熱伝
導率の例えば鉛はう酸塩ガラス粒子を準備する。このガ
ラス粒子の組成は例えば、ｐｂｏが７５重量−１ＺｎＯ
が１０重量％、Ｂ、０．が１０重量％、８ｉ０．が２重
量−及びＢａＯが２重量−からなり、その平均粒径は約
６μｍである。このようなガラス粒子を、粘着剤として
の９ト・セル・−スを数チ溶かした酢酸ブチル溶液とよ
く混合してタンク岐内に貯蔵する。そしてこのタンク舖
から圧力装置ａ？）によりスプレーノズルαＱを介して
シャドウマスク（５）の主面方向に、例えばスプレー圧
約８　ｋｔ／ｄ　。

距離的３０ｃＷ１で吐出（１９する。この時スプレーノ
ズルαのと対向するシャドウマスク（５）の主面の向き
によって粒状物の被着状態が異なる。まず第２図（ａ）
に示すように吐出粒状物ａＩＪがシャドウマスク（５）
の透孔ａυの小孔（５ｂ）側から流入する場合、粉体流
の速度は大孔（５Ｒ）側よりも速いために粉体流は小孔
（５ｂ）方向へ集中し、小孔（５ｂ）側表面よりも大孔
（５ａ）側表面及び大孔（６１）側の透孔（Ｉυ側壁部
に被着する現象を生ずる。これに対して第２図（ｂ）に
示すよう（二吐出粒状物鵠が大孔（５ａ）から流入する
場合、粉体流の速度は大孔（５ａ）側の方が小孔（５ｂ
）側よりも速くなり、小孔（５ｂ）側表面を主体として
被着する。即ちカラー受像管としてのドーミング現象抑
制のために低熱膨張及び低熱伝導率の層をシャドウマス
クに設ける場合、電子ビームの直接射突する主面側（小
孔側）に主体的に設ける方が効果的である。従ってノズ
ル（ｌに対向するシャドウマスク（５）は膨出側主面、
即ち大孔側面とする必要がある。

さらにノズル翰は第８図に示すような装置により一定の
周期で揺動し、主面への粒状物付着膜厚が均一となるよ
うに調整される。即ちノズル揺動装置はモーター（ハ）
による回転がスクリューシャフト翰へ伝導され、スクリ
ューシャツ）１２’Ｊの回転によりスプライン軸（財）
が前後方向に移動する。また、モーター０１）の回転に
よりチェーン（イ）を回し、このチェーン四に取付けた
ユニボール（至）がチェーン（１）の回動によって上下
に作動する。従ってスプレー装置先端のスプレーノズル
αｅは之等の作用により一定周期で任意の角度で揺動す
る。

鉛はう酸ガラス粒子の場合、付着膜厚は１０乃至２０μ
ｍがよいが、スプレ一時間は被着効率と適用するシャド
ウマスクの大きさによって適宜調整される。またスプレ
ーノズル（ｔｏの揺動装置を適宜設足することにより、
部位によって膜厚が異なるように付着させることも可能
である。

このようなスプレー塗布法に対して静電塗布法を用いる
こともできる。静電塗布法では材料の被着効率を大幅に
向上させることができるので量産的には好ましい塗布法
である。

第４図はこの靜ｉｔ塗布法の装置の概略構成を示すもの
で（チャンバーやフードは省略して示していない）、被
塗布物即ちシャドウマスク（５）を陽極として接地する
。一方粒状物、例えば鉛はう酸塩ヤドウマスク（５）と
吐出装［（１）の間に高圧の静電界を形成させる。供給
槽（１締より噴射装置（２）を通じて噴霧された鉛はう
酸塩ガラス粒子輪は負に帯電し、静電外場にのり、膨出
面側を吐出装置に対向させたシャドウマスク（５）に第
２図（ｂ）に示すような作用により電子銃側主面（小孔
側）に連続的に耐着させることができる。非塗布部、例
えばマスクフレーム（７）等は適宜遮蔽板（図示せず）
を用いればよい。静電塗布法に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要導体であるため帯電し易
く静電塗布法に好適する。また吐出装置−を第８図に示
すような揺動装置で揺動させればさらに塗布膜厚の均一
性は向上する。

以上のようにガラス層を塗布し、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４４００でその保持時間が８５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４４〜９８チ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、一般に雀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−’／　Ｃであるが、前記Ｐ
ｂＯの重１　パーセントが７０〜８５俤の鉛はう酸塩ガ
ラスの熱膨張係数は０．７〜１．２Ｘ１０／ｌ：’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
結晶化するためには、４００乃至６００Ｃの最高温度と
それをＪ分取上保持できる炉が必要であるが、パネル＋
１）とファンネル（２）の封着工程、或はシャドウマス
ク構体のスタビライズドや黒化処理工程等の既存の加熱
工程で同時に結晶化処理すればよく、特に新たに加熱工
程を設ける必要はない。このように従来の加熱炉条件で
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。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、鉛はう酸塩ガラスの熱伝導率が（ｉＷ／ｍ
　−Ｋ　　と冷間圧延鋼板のシャドウマスクのそれの約
ＩＡのためマスクに伝達される量が少なくなりシャドウ
マスクの温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、一般にシャドウマスクの表面には熱処理により黒
色の酸化被膜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（二その結合をより高める
効果がある。一方、シーヤ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（３６ｑｂＮｉ
−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−東面に黒色層がなく熱放散性が悪いが、鉛
はうば塩ガラスに予めＭｎＯ、やＣｏ１０１の黒色顔料
を添加すれば黒色の鉛はう餉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、ガラスと成域の封着
は、強固な化学結合となるため、鉛はう酸鉛ガラスのシ
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。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、粒状物を所定の部位に所
定の膜厚に形成することが可能で且つ量産性に富むシャ
ドウマスクの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスグレー塗布装置を示す概略構成図、第２図（
、）及び第２図（ｂ）は粉体流のＭＥれと被着状態を説
明するための模式図、第３図はノズルの揺動装置を示す
概略構成図、第４図は静電塗布装置を示す概略構成図、
第５図はカラー受像管の概略な示す構成図、第６図はシ
ャドウマスクの要部の拡大模式図である。 （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　（６）・・・電子銃（７）・
・・マスクフレーム 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１
図 １ご 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多数の規則的に配列された透孔を有し一方向に膨出
   する曲面状主面を有するシヤドウマスクの前記少なくと
   も一方の主面に粒状物を被着形成するシヤドウマスクの
   製造方法において、前記シヤドウマスクの曲面状主面の
   膨出面に対向するように前記粒状物の吐出装置を配設す
   る手段と、前記吐出装置から前記粒状物を吐出し前記シ
   ヤドウマスクの曲面状主面に被着する手段とを備えたこ
   とを特徴とするシヤドウマスクの製造方法。 ２）前記粒状物を前記シヤドウマスクの主面に被着する
   手段が前記シヤドウマスクに対して前記吐出装置に相対
   的に負の高電圧を印加し前記負の高電圧による静電界に
   より前記粒状物を前記シヤドウマスクの主面に吸引被着
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシヤ
   ドウマスクの製造方法。 ８）前記吐出装置を前記シヤドウマスクの主面に対向し
   て周期的に揺動する手段を備えたことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載のシヤドウマスクの製造方法。