JPH0640465B2 - カラ−受像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシヤドウマスク型カラー受像管に係わり、特に
そのシヤ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〕

一般にシヤ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)と漏斗状のフアンネル(2)とネツク(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
平軸線に沿つ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(10)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
対向して多数の透孔の穿設された主面を有するシヤドウ
マスク(5)が配設される。シヤドウマスク(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Ｌ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(10)はフアンネル(2)近傍の外
部に配置された偏向装置（図示せず）によつて偏向さ
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ヤドウマスク(5)の透孔を介
して色選別され、各色発光ストライブ状螢光体に正しく
対応射突せしめてカラー映像を現出させる。ここでシヤ
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ヤドウ
マスクに射突し熱エネルギーに変換され時として80℃程
度までシヤドウマスクを加熱させる。シヤドウマスク
(5)は一般に０〜100℃での熱膨張係数が1.2×10^-5／℃
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0.1mm〜0.3mmの薄板から形成されており、このシヤ
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１mm前後の強固な断面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。従つて
加熱されたシヤドウマスク(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(7)に対接しているため輻射や伝導によ
りシヤドウマスク周辺からマスクフレームに熱が移動
し、シヤドウマスク周辺の温度が中央部よりも低くな
る。このためシヤドウマスク(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イングが乱され色純度の劣化を生じ
る。このようなドーミングによるミスランデイングの現
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、シヤ
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象を生ずる。

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、シヤドウマスクへの
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号公報ではスクリーンの電
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
ミニウム層上に酸化ニツケルまたはニツケル鉄層をそれ
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、シヤ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。しかしながらこのような構成の
シヤドウマスクは動作初期におけるドーミング現象には
有効であつても局部的なドーミング現象に対しては追随
しきれずドーミング抑制効果を充分発揮することはでき
ない。またシヤ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るしく欠け好ましくない。

一方電子ビームのミスランデイングをスクリーン側で軽
減しようとする提案もなされている。例えば特公昭57-1
8824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、ミスランデイングが生ずるスクリーン
の区域では螢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ヤドウマ
スクの間に局部的な減速電界が発生し、この減速電界に
よりミスランデイ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イグを減少させることができるとし
ている。しかし乍らこのような構成のものでは以下のよ
うな欠点を有している。第１にシヤドウマスクのドーミ
ング現象が生じミスランデイ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
スランデイングの減少作用は常に一定の時間遅れを伴
う。第２に各色発生螢光体群の各螢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イングを
生じた部分のみであり極めて小さい面積に限定されるの
で、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域による作用
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
ミスライデインには有効であつても動作初期のドーミン
グ現象時のミスライデイ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るしく
欠けるものである。即ち、一般のカラー受像管のスクリ
ーンは各色発光螢光体間に光吸収層を設けさらに全面に
Ａ等の金属薄膜からなるメタルパツクが施されてい
る。従つて赤，緑及び青と光吸収層を形成するためにシ
ヤドウマウスを合計４回脱着して光露光法を用いて螢光
面を形成するが、この電子吸収層は導電性を有するメタ
ルバツクがある故に光吸収層自体を電子吸収層とするこ
とはできない。即ちこの電子吸収層はメタルバツク上に
光吸収層に対応する部分にのみ形成されなければなら
ず、このためにはスクリーン完成後更にシヤドウマスク
の脱着操作を少なくとも１回付加して光露光法により形
成することになる。このような形成方法では作業的にも
精度的にも工業的量産性からも極めて不利であり実用性
に欠ける。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、シヤドウマ
スクのドーミングを小さくすると共に画像の色ずれ等に
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に近接しその主面に多数の透孔を有
するシヤドウマスクとこのシヤ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
シヤドウマスクの電子銃側の主面に低導電率の被覆層を
設けることによつてシヤドウマスクのドーミングを抑制
すると共に局部的なドーミングに対しても電子ビームの
ミスランデイングを抑制し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図は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ヤドウマスク(5)の電子
銃側主面にSnO₂を含んだ例えば鉛ほう酸塩ガラスを主体
とする被覆層が形成される。この被覆層は、例えばPb
O：約80wt%、B₂O₃：約10wt%、SiO₂：約5wt%を少なくと
も含む鉛ほう酸塩ガラスとSnO₂：約95%wt%にSb₂O₃：約5
%wt%を添加したものとの重量比１：１からなるものであ
る。このような鉛ほう酸塩ガラスをシヤドウマスクの主
面に形成するに際し考慮すべきことはシヤドウマスク透
孔の目詰まりと形成膜厚の均一化である。従つてはけ塗
りはあまり好ましくない。簡便で量産性に富む方法とし
ては、例えば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鉛ほう酸ガラスをスプレ
ー法で塗布する方法である。

このように鉛ほう酸塩ガラスをシヤドウマスクの主面に
形成した後、シヤドウマスク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３５分以上ある炉
を通過させると、シヤドウマスク(5)の電子銃側にガラ
ス化された鉛ほう酸塩ガラス層が形成できる。この鉛ほ
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
とガラスを到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。ガラスではその圧力強
度が引つ張り強度の約１０倍であり、従つて封着後ガラ
スにわずかに圧縮応力が加わつ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。一般に連関圧力圧延鋼板より
なるシヤドウマスク(5)の熱膨張係数は約1.2×10^-5／℃
であるが、前記PbOの重量パーセントが70〜85の鉛ほう
酸塩ガラスの熱膨張係数は0.7〜1.2×10^-5／℃であり、
冷間圧延鋼板のシヤ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ほう酸塩ガラスを結晶
化するためには、600〜450℃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、パネル(1)とフアン
ネル(2)との封着時に同時に封着炉で結晶化するか、或
はシヤドウマスク(5)とマスクフレーム(7)との結合体の
スタビライズ工程で同時に結晶化すれば特別に加熱炉を
準備したり加熱工程を設ける必要はなく工業的に非常に
有利となる。このように従来の封着炉条件で最適化結合
させるため必要に応じて、ZnOやCuOを鉛ほう酸塩ガラス
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。

以上のような構成によるカラー受像管を動作させた場合
に生じる電子ビームが被覆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、シヤドウマスク(5)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(4)の所定位置(12)にランデイングする。ここで
仮にシヤドウマスクに入射する電子ビーム密度が増大し
シヤドウマスクが加熱されドーミング現象を生じた場
合、即ちシヤドウマスク(5a)が熱状態の電子ビーム(11)
はシヤドウマスク(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イング地点も(12)から(1
2a)へ移動する。即ち本来地点(12)へランデイングすべ
き電子ビームはドーミング現象によつて管軸側の地点(1
2a)にミスライデイングし、地点(12)と(12a)のミスライ
デイング量が各色発光螢光体群の配列によるライデイン
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、シヤドウマスクの電子銃側
主面の非透孔部分(13)には被覆層(14)が形成されてお
り、特に局部的に高い電子流密度の部分が生じた場合、
被覆層(14)は低導電率材から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。すなわち、一時的に電子
を吸収する役目をはたすことになる。そしてこの吸収さ
れた電子による負の帯電、特にシヤドウマスク(5)の透
孔(15)の管軸(16)側の表面に帯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。従つてドーミング現象により所定のランデイング
地点(12)より管軸(16)方向に移動する筈の電子ビームラ
ンッデイング地点(12a)を再び元のランデイング地点(1
2)に戻すように相殺的に作用することとなり、ドーミン
グ現象が生じても電子ビームのミスランデイングを現象
が生じても電子ビームのミスランデイングを抑制減少さ
せることができる。このようなミスランデイング抑制作
用は被覆層(14)がシヤドウマスクの電子銃側主面の非透
孔部に形成されているので、主面各部の電子流密度に対
応して被覆層(14)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イデイング抑制作
用に弱く充分ライデイング余裕度の範囲内にあるが、ド
ーミング現象を生ぜ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。また被覆層には
管が作動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57-18824号公報にに示されてい
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考えてよ
い。ところでこのような被覆層(14)は例えば局部的に高
い電子流密度が消失した場合、被覆層(14)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現象していな
ければならない。今背影部分の負電荷密度に対して局部
的に電子ビーム密度が大でΔＣだけ高い局部的な負電荷
密度の状態から映像が全て同一の背景部分に戻ったと過
程した時、ドーミングがほぼ消失した時点で悪くともΔ
Ｃが20乃至30%程度には減少していなければならない。
このためには被覆層の導電率は常温で10^-5乃至10_-12Ω
^-1m^-1であることが必要である。即ち被覆層の導電率が
上記以上に良いと負帯電現象が充分に作用せず、逆に悪
いと絶縁物に近く負帯電現象が所定の時間内に解消され
ず逆にミスライデイングを助長することになる。被覆層
が鉛ほう酸塩ガラスを主体とする場合、SnO₂を添加する
ことによつて導電率を変化させることができる。SnO₂の
添加量はシヤドウマスクの形状や大きさ或は管種に応じ
て適宜選択することができるが、上記導電率の範囲内と
するためにはSnO₂の添加量は１０乃至５０重量％とすれ
ばよい。例えば前記実施例のようにSnO₂を約50重量％添
加した時の導電率は約10^-5Ω^-1m^-1であつた。

また、本発明による実施例の鉛ほう酸塩ガラスの被覆層
の熱膨張係数がそれぞれ前述の通りシャドウマスクの熱
膨張係数より小さいため常温においては常にシャドウマ
スクに残留引張応力が存在してシャドウマスクの熱膨張
を抑制することができる。更に、この被覆層の熱伝導率
は約６Ｗ／ｍ／Ｋで冷間圧延鋼板のシャドウマスクの約
1/8と小さいため、シャドウ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
こともできる。従つて、動作初期のシャドウマスクのド
ーミングを含めた通常のドーミング現象を効果的に抑制
することができることは言うまでもない。

〔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性
及び作業時間の増加を伴なうことなく、シヤドウマスク
のドーミング現象及び電子ビームのミスランデイングを
効果的に抑制減少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、工業的量産性に富むカラー受像管
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシ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図はシヤドウマスク近傍での動作を説明
するための模式図、第３図は第２図のＡ部を拡大して示
す拡大模式図である。 (1)……パネル、(2)……フアンネル (3)……ネツク、(4)……スクリーン (5)……シヤドウマスク、(6)……電子銃 (7)……フレーム、(10)……電子ビーム (14)……被覆層、(15)……透孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光色の異なる螢光体群の形成されたスク
   リーンとこのスクリーンに近接対向し多数の透孔の穿設
   された主面を有するシヤドウマスクとこのシヤドウマス
   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電子銃とを備えたカラー受像管
   において、前記シヤドウマスクの前記電子銃側の主面に
   低導電率の少なくともSnO₂を含むガラスを主体とする被
   覆層を有することを特徴とするカラー受像管。
2. 【請求項２】前記被覆層中のガラスが鉛ほう酸塩ガラス
   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。
3. 【請求項３】前記被覆層の導電率が10^-5乃至10^-12Ω^-1
   ｍ^-1であ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。
4. 【請求項４】前記SnO₂の添加量が10乃至50重量％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。