JPS62100934A - 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、シャドウマスク型のカラー受像管に係わり、
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その問題点〕

一般にシャドウ文マスク型カラー受像管は、第１図に示
すように、実質的に矩形状のパネル■と。

漏斗状のファンネル■及びネック■から真空外囲器が構
成されている。そしてパネル（ト）の内面には赤、緑及
び青に夫々発光するストライプ状の蛍光体層からなる蛍
光体スクリーン（イ）が被着形成され、ネック■にはパ
ネル■の水平軸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■が射出するいわゆるイン
ライン型電子銃０が配設されている。また蛍光体スクリ
ーンに）に近接対向した位置には、多数のスリット状の
開孔が垂直方向に配列されこの垂直配列が水平方向に多
数配列されたシャドウマスク■がマスクフレーム■によ
って支持固定されている。さらにマスクフレーム（８）
は弾性部材（９）を介してパネル■の直立縁部内壁に埋
め込まれたスタッドピン（１０）で係止されることによ
り、パネル内に支持されている。

３本のインライン配列の電子ビーム０はファンネル■の
外部の偏向装置（１２）によって偏向され、矩形状のパ
ネル■に対応する矩形の範囲を走査し。

かつシャドウマスク■の開孔を介して色選別されてスト
ライブ状蛍光体層にランディングし、カラー映像を再現
させる。また、電子ビームは地磁気等の外部磁界の影響
を受はストライプ状蛍光体層に正確にランディングしな
い場合があり、再現映像の色純度が劣化するのを防止す
るためファンネル■内部に強磁性金属板よりなる磁気遮
蔽板（１１）がフレーム（ハ）を介して係止されている
。ここでシャドウマスク■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、
一般テレビの動作中では８０”Ｃ程度まで曵シャドウマ
スクを加熱さ覧る。また、航空機のコックピットなどの
計示用に使用される特殊なカラー受像管では、時として
２００℃前後まで、シャドウマスクの温度が上昇するこ
ともある。シャドウマスク■は、一般に熱膨張係数が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０．１０１１１〜０　、３
ｍ＋ｎの薄板から形成されており、このシャドウマスク
■のスカート部を支持するマスクフレーム（８）は厚さ
１ｍ＋ｏ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■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（ハ）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■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■と蛍光体スクリーン■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゛ドーミングによる
ミスランディングの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。また映像面上で部分的に高輝度の
映像が映出され、特にこの高輝度映像部分が一定時間停
止している時は、シャドウマスクに高電子流密度の電子
ビームが部分的に発生することとなり局部的なドーミン
グ現像を生ずる。

このようなカラー受像管のドーミングのうち動作初期に
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、特開昭５０−４４７７１号公報ではシャドウ
マスクの電子銃側に、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上昇を抑制すること
ができる。しかし、このようにシャドウマスク面上に三
重の層を真空蒸着により設けるためには、膨大な設備と
作業時間が必要となり工業的量産性に著しく欠けるとい
う欠点がある。また特開昭６０−７２１４３号公報では
シャドウマスクの電子銃側に、たとえば鉛はう酸塩ガラ
スからなる層とこの鉛はう酸塩ガラスからなる層の電子
銃側にｂａ・＾Ｑの金属間化合物とＮｉが主成分のゲッ
ター被膜が形成されてい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、シャドウマスク
に封着された鉛はう酸塩ガラスに圧縮応力が加ねってい
るため、シャドウマスクのドーミングを抑制することが
できる。しかしながらこのような構造のシャドウマスク
は動作切ミング抑制効果を充分発揮することはできない
。

さらにカラー受像管のドーミングに対しては、ドーミン
グに伴なう電子ビームのミスランディングを静電的に補
正して軽減しようとする提案がなされている１例えば特
公昭５７−１８８２４号公報では、電子ビームが射突す
るスクリーンの表面の非発光領域に対応して低い導電率
を有する電子吸収層を構成する例が提案されている。こ
のような構造のものを採用すると、ミスランディングが
生ずるスクリーンの区域では蛍光体の存在しない非発光
領域の電子吸収層にも電子ビームが射突することになり
電子吸収層が負に帯電することになる。この結果、スク
リーンとシャドウマスクの間に局部的な減速電界が発生
し、この減速電界によりミスランディングを生じていた
電子ビームの軌道が修正され、ミスランディングを減少
させることができるとしている。しかしながら、このよ
うな構造のものでは以下のような欠点を有している。

第１に、シャドウマスクのドーミング現象が生じミスラ
ンディングが生じた後に始めて電子吸収層の負帯電によ
る減速電界が作用し始めるので、ミスランディングの減
少作用は常に一定の時間遅れを伴う。第２に各色発行蛍
光体群の各蛍光体間にのみ形成されている電子吸収層の
負帯電部分は、ミスランディングを生じた部分のみであ
り、極めて小さい面積に限定される。そのため電子ビー
ムの軌道を修正するに足る減速電界としては不充分であ
る。第３に電子吸収層の負帯電による作用は、局部的に
高電流密度となる局部的ドーミング現象時のミスランデ
ィングには有効であっても動作初期のドーミング現象時
のミスランディングに対しては前述の理由からあまり有
効ではない。第４に、このような電子吸収層をスクリー
ンの限定された部分に形成する事は作業工程の増加や形
成精度の管理の点からも工業的量産性に著しく欠けるも
のである。

このような従来の欠点に対しては５本出願と同一の出願
人により、シャドウマスクの電子銃側に低導電層を設け
、シャドウマスクがドーミングを生じる大電流時にこの
低導電層が負に帯電してドーミングに伴なう電子ビーム
の変位を静電的に偏向し、ミスランディングを軽減させ
る提案もいくつかなされている。例えば、特開昭６０−
１４８０３６号公報及び特願昭５９−４９１７２号では
、この低導電層を酸化すず（ＳｎＯ□）を含む鉛はう酸
塩ガラスより形成し、シャドウマスクの電子銃側に設け
ている。しかしこのＳｎＯ□を含む鉛はう酸塩ガラスの
場合、製造時にＳｎＯ２が沈降し易いため分散性が悪く
、絶縁部分と導電部分とに分離してしまう問題がある。

その結果絶縁部分上に不要帯電が発生し、電子ビームの
異常変形を生ずることとなる。勿論、撹拌等の製造方法
を改良すれば軽減されるが量産的製造法としては好まし
いものではない。

〔発明の目的〕

本発明はシャドウマスクのドーミングによる電子ビーム
の変位を静電的に偏向し補正する際、異常帯電による電
子ビームの変形を無くし、かつ電子ビームの変位による
ミスランディングを効果的に軽減させるカラー受像管を
得るものである。

〔発明の概要〕

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書劣律４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たカラー受像管にお
いて、このシャドウマスクの電子銃側主面に窒化ボロン
（Ｂ　Ｎ）あるいは窒化ケイ素（Ｓｉ２　Ｎ４　）のい
ずれか一方を含む少なくとも電子吸収層を設け、その電
子吸収層の表面には１μｇ／ｃｄ乃至１００μｇ／ｃｘ
ｉに相当する厚さのバリウムを主体とする実質的に電子
透過性の低導電層を設けることによって、シャドウマス
クのドーミングによる電子ビームの変位を効果的に抑制
するとともに異常帯電による電子ビームの変形を無クシ
たカラー受像管である。

〔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おいて、スクリーン
（イ）に近接対向して配設されるシャドウマスク■の電
子銃側主面に例えば窒化ケイ素（Ｓ１３Ｎ４）を約２０
重量％含む結晶性鉛はう酸塩ガラス力）らなるガラス層
が高温加熱処理によって封着接合され、更にその表面に
例えばバリウムを主体とする被覆層が形成されている。

このガラス層はパネル■とファンネル■とが封着される
前に、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窒化ケイ素（Ｓ１３Ｎ４）を含
む結晶性鉛はう酸塩ガラスをシャドウマスク■の電子銃
側に塗布し、このシャドウマスク■をパネルω内に装着
する。そして、この後、パネル■とファンネル■を所定
の枠台に乗せて、最高温度４４０℃でその保持時間が３
５分以上ある炉を通過させるとシャドウマスク■の電子
銃側に結晶化された窒化ケイ素（Ｓｉ３　Ｎ４　）を含
む鉛はう酸塩ガラス層が形成できる。

一方、この鉛はう酸塩ガラスを主体とする層の電子銃側
に形成される実質的に電子透過性の低導電層として、例
えばゲッター被膜１例えばＢａとＡｌ１の金属化合物と
Ｎｉの重量化が約１＝１であるような分散性ゲッターを
充填したボートをシャドウマスクと対向するように配置
して、排気後に高周波加熱することにより、形成させる
ことができる。

ここでこのゲッター被膜はカラー受像管内で発生したガ
スを吸着する機能を有していることは言うまでもない。

このような構成によるカラー受像管を動作させた場合、
電子ビームが被膜層に射突した時の状態について第２図
及び第３図を用いて説明する（図中同一符号は同一部分
を示し第３図は第２図の（Ａ）部近傍を示す）。第２図
及び第３図において、シャドウマスク■がドーミング現
象を生じていない状態での電子ビーム（１０）はスクリ
ーン■の所定位［（１２）にランディングする。ここで
仮にシャドウマスクに入射する電子ビーム密度が増大し
シャドウマスクが加熱されドーミング＠１を生じた場合
。

即ちシャドウマスク（５ａ）が熱状態の電子ビーム（１
１）はシャドウマスク（５ａ）のドーミングと共に管軸
（１６）方向に移動し、電子ビームのランディング地点
も（１２）から（１２ａ）へ移動する。即ち本来地点（
１２）パランディングすべき電子ビームはドーミング現
象によって管軸側の地点（１２ａ）にミスランディング
し、地点（１２）と（１２ａ）のミスランディング量が
各色発光蛍光体群の配列によるランディング余裕度の限
界を超えると色純度の劣化を生ずることになる。ここで
本発明の場合、シャドウマスクの電子銃側主面に電子吸
収層（１４−１）が形成されているので電子流密度に対
応して負に帯電することになる。このことは、この電子
吸収層は電子の侵入する平均深さ程度又はそれ以上の厚
さ、本実施例では約ｌＯＯμ−を有すると共に一次電子
エネルギー、通常は１ＯＫｅＶ乃至３０にｅＶに対し１
以下の二次電子放射係数を有することを意味する。そし
てこの負帯電、特にシャドウマスク■の透孔（１５）の
管軸（１６）側の表面にＩＩ！−電した負電荷は電子ビ
ーム（１１）を管軸（１６）より遠ざかる方向に軌道（
１０ａ）を偏向する。従ってドーミング現象により所定
のランディング地点（１２）より管軸（１６）方向に移
動する筈の電子ビームのランディング地点（１２ａ）を
再び元のビームのミスランディングを抑制減少させるこ
とができる。このようなミスランディング抑制作用は電
子吸収層（］、４−１）がシャドウマスクの電子−銃側
上面の非透孔部に形成されているので、主面各部の電子
流密度に対応して電子吸収層（１４−１）の負帯電分布
が生じており、通常の映像映出時の電子流密度程度では
このランディング抑制作用は弱く充分ランディング余裕
度の範囲内にあるが、ドーミング現象を生せしめるよう
な場合にはドーミング抑制作用と協調してより有効に作
用する。また電子吸収層には管が動作している限り常に
電子ビームが射突しているので、従来の例えば特公昭５
７−１８８２４号公報に示されているものに比べてその
作用面積部分は非常に大きく、また抑制作用の生ずる時
間的遅れは殆んどない。

ところでこのような電子吸収層（１４−１）は例えば局
部的に高い電子流密度が消失した場合、電子吸収層（１
４−］）に帯電していた負の電荷はドーミングの消失に
対応して減少していなければならない。

即ち電子吸収層の導電率が高いと負帯ｆｆｉ＠象が充分
に作用せず、逆に低いと絶縁物に近く負帯ｒＦ１現象が
所定の時間内に解消されず逆にミスランディングを助長
することになる。しかし本発明のように、電子吸収層（
１４−１）に絶縁性の高い窒化ケイ素（５１３Ｎ４　）
あるいは窒化ボロン（Ｂ　Ｎ）を添加させたことにより
、特開昭６０−１４８０３６号公報で示される電子吸収
層にＳｎＯ□を添加した場合に比べて体積抵抗（ρ）が
１０１ｚΩ・糟から１０２ａΩ・ｍ以上に上がるため負
帯電効果を充分作用させることができ、絶縁性を」二げ
たことによるミスランディングの助長は、電子吸収層の
表面に実質的に電子ビームを透過させる低導電層（１４
’−２）が設けられているために、この現象を抑制する
ことができる。すなわち、本発明者らの実験によると、
前述の本発明による２１インチ型カラー受像管を動作さ
せた場合のドーミングによる電子ビームの移動量を測定
した結果第４図に示す結果が得られた。第４図において
、縦軸に電子ビームの移動量を前出の特開昭６０−１４
８０３６号公報によるカラー受像管を基準として相対値
で示し、横軸にはシャドウマスクの電子銃側に設けた電
子吸収層（１４−１）の絶縁性いわゆる体積抵抗（ρ）
を示している。この時電子吸収層（１４−１）の表面に
設けられる低導電層（１４−２）の被着量は一定として
いる。

測定条件として、陽極高電圧Ｅｂ　＝　２６ＫＶ、陽極
電流Ｉｂ＝１１００μＡで、画面再生パターンは第５図
に示すような部分白色パターンを用いた。第５図におい
て斜視部は黒色すなわち非発行部である。またメは測定
点を示している。

第４図より電子吸収層（１４−１）の表面に設けられる
低導電層（１４−２）の被着量を一定としている時、電
子吸収層（１４−１）の体積抵抗（ρ）を上げることに
より電子吸収層（１４−１）の表面に帯電する負電荷を
密にすることができ、従ってシャドウマスクのドーミン
グによる電子ビームの変位を静電偏向により、より効果
的に修正することができる。また第６図には電子吸収層
（１４−１）の表面に形成されるバリウムを主体とする
低導電層（１４−２）の被着量とシャドウマスクのドー
ミングによる電子ビームの変位との関係を示すものであ
るが、同図において縦軸に電子ビームの移動量を相対値
で示し、横軸にはシャドウマスクの電子銃側に設けた電
子吸収層（１４−１）の表面に形成されたｌｄ当りのゲ
ッター塗布量を示している。

同図より絶縁性の高い電子吸収層（１４−１）の表面に
設けられた実質的に電子ビームを透過しうるバリウムを
主体とする低導電層（１４−２）の厚さを変化させるこ
とにより、電子吸収層（１４−１）の表面に一時的に帯
電した電荷の密度を制御することができる。

以上のことにより電子吸収層（１４−１）の体積抵抗（
ρ）と電子吸収層（１４−］、）の表面に形成される低
導電層（１４−２）の厚さを調整することによりその帯
電によるドーミングの抑制効果を最適に選択することが
可能となることが判る。そしてこの電子吸収層（１４−
１）の体積抵抗（ρ）が１０”Ω・１以上でまた低導電
層（１４−２）がバリウムを主体としてなる場合、その
厚さが１μｇ／ａｄ乃至１００μｇ／ａ＆、すなわち。

電子吸収層（１４−１）の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）の
含有量が２０重重量以上で低導電層（１４−２）の平均
膜厚が３゜入乃至３０００人に相当するようにすれば所
期の目的が達成されることを確認した。

勿論、この電子透過性低導電層（１４−２）は、他の金
属、例えば、アルミニウムを用いてもよいが、ゲッター
以外の金属を用いる場合は、それを蒸着させる設備が新
らたに必要となるため、カラー受像管に不可欠なゲッタ
ー物質を用いることは量生的に非常に好適と言える。尚
本実施例では、バインダーとして結晶性鉛はう酸塩ガラ
スを示したが、これに限定されるものではなく、他のバ
インダー例えばジルコニアのアルコキシド化合物、例え
ばＺｒＳｉ　（ＱＣ，Ｉｆ９）、を用いても本発明の目
的は充分達することができる。

〔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、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像管の構成を示す概
略断面図、第２図はシャドウマスクのドーミングによる
電子ビームの移動を説明するための模式図、第３図は第
２図のＡ部を拡大して示す模式図、第４図は本発明によ
る電子吸収層の表面に設けられる低導電層の被着量を一
定としている時、電子吸収層の体積抵抗（ρ）を変化さ
せた時のシャドウマスクのドーミングによる電子ビーム
の移動量の変化を示す特性図、第５図は第４図および第
６図に示す特性を測定する際に使用した画面再生パター
ンを示す模式図、第６図は電子吸収層」二に形成される
ゲッタ一層の塗布量を変化させた時のシャドウマスクの
ドーミングによる電子ビームの移動量の変化を示す特性
図である。 （ト）・・・パネル　　　　　　■・・・ファンネル■
・・・ネック　　　　　　（イ）山スクリーン■・・・
電子ビーム　　　　（０・・・電子銃■・・・シャドウ
マスク 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　大胡典夫 第　　１　　図 第　　２　図　　　　　　　　　　第　　３　図イ本孝
に４企（１尤（３２，惰ン 第　　４　図 第　　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）蛍光体スクリーンと、この蛍光体スクリーンに近接
   して設置される多数の透孔の穿設されたシャドウマスク
   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
   を少なくとも備えたカラー受像管において、前記シャド
   ウマスクの前記電子銃側に窒化ボロン（ＢＮ）あるいは
   窒化ケイ素（Ｓｉ＿３Ｎ＿４）のいずれか一方を少なく
   とも含む電子吸収層と前記電子吸収層の表面に実質的に
   電子透過性の低導電層を有することを特徴とするカラー
   受像管。 ２）前記電子吸収層の体積抵抗が１０＾２＾０Ω・ｍ以
   上であ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）前記低導電層が１μｇ／ｃｍ＾２乃至１００μｇ／
   ｃｍ＾２に相当する厚さのバリウムを主体としてなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項記載
   のカラー受像管。