JPS62206747A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はシャドウマスク型カラー受像管に係り、特にそ
のシャドウマスクに関するものである。

（従来の技術） 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、実質的に矩形状のペネル０）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■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■を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（イ）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（８）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０Φ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０２）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プ状蛍光体層
にランディングし、カラー映像を再現させるようになっ
ている。また、電子ビームは、地磁気等の外部磁界の影
響を受け、ストライプ状蛍光体層に正確にランディング
しない場合がおり、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
気遮蔽体■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勿の透孔を通過する有効電子ビー
ム量はその殿構上１／３以下でおり、残りの電子ビーム
はシャドウマスクに射突して熱エネルギーに変換され、
一般テレビの動作中では８０’Ｃ程度までシャドウマス
クを加熱させる。

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　’ＣＣ前床
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ωは、一般に熱膨張係数が１．２Ｘ１０−５
　／’Ｃ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０．１ｓ〜０．３ｍ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１１ｒＩＩｒＩ前後の強固な
断面り字型の黒化処理を施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
された熱容量の大きなマスクフレーム（へ）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ω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（へ）
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部
が生じ、局部的なドーミング現象を起こす。

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号明１１１１書では
、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、黒鉛より成る黒色層は、−面数のような欠
点も有している。すなわち、カラー受像管の￥Ａ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、カラー受像管に撮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、シャドウマスクに付着する孔詰りを生じて
蛍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、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。

一方、本出願と同一出願人により、シャドウマスクの表
面に鉛ほう酸塩ガラスを高温加熱処理により封着接合し
て、このドーミング現象を抑制すると言う提案も特願昭
５８−１４８８４３で行われている。

しかし、シャドウマスクの表面に封着接合されたガラス
層に原子番号の非常に高い鉛が含まれるため、シャドウ
マスクに射突する電子の弾性反射を低減することが難し
い。特公昭４９−１４７７７号公報では、このような電
子散乱を防ぐ一方法として、電子透過孔付近をニッケル
鍍金する方法が提案されているが、製造方法が複雑すぎ
て実用的でなく、また、透過孔以外のシャドウマスク面
での電子散乱が十分に解消できない。電子散乱はスクリ
ーン上の不所望な部分を発光させるため、画像のコント
ラストを劣化させ、また色純度を低減させる問題がある
。

（発明が解決しようとする問題点） このようにシャドウマスクの表面に黒色層や鉛ほう酸塩
ガラスなどを形成すると、黒色層の剥離の問題、電子の
弾性反射の低減が困難であることおよび電子散乱による
画像の劣化などの問題が依然として残る。

本発明はシャドウマスク表面の電子ビームの弾性反射を
低減し、かつ電子ビーム射突によるシャドウマスクの発
熱にともなう膨張を抑えて、画像のコントラストおよび
ピューリティドリフト特性を改善したカラー受像管を得
ることを目的とするものである。

（発明の構成） （問題点を解決するための手段） 本発明は蛍光体スクリーンに近接して設けた多数の透孔
を有するシャドウマスクと、このシャドウマスクの蛍光
体スクリーンと反対側に設けた電子銃とを備えるカラー
受像管でおり、シャドウマスクの電子銃側主表面にケイ
素とジルコニウムの金属酸化物を含むポーラスな電子吸
収層を設け、かつ透孔のシャドウマスク中心側の壁面に
は結晶性鉛ほう酸塩ガラスからなる電子吸収層を設ける
ことによって、電子ビームの弾性反射によるコントラス
トの低下、およびドーミングによる電子ビームの変位を
効果的に抑制したカラー受像管である。

（作　用） シャドウマスクの電子銃側主面と透孔のシャドウマスク
中心側の壁面（以下中心側壁面という）に形成された電
子吸収層に電子ビームが射突すると、この電子吸収層が
電子流密度に対応した強さで負に帯電し、透孔を通過す
る時の電子ビームがこの負帯電部分と反発してこの部分
から遠ざかる方向、すなわちマスク中心側から遠ざかる
ように軌道を修正し、電子流密度に対応して生ずるドー
ミング現象により蛍光体スクリーン上の所定のランディ
ング地点より管軸方向にずれようとする電子ビームのラ
ンディング地点を、元の正確なランディング地点に戻す
ように作用する。

（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
。

第１図に示すようなカラー受像管において、スクリーン
に）に近接対向して配設されるシャドウマスク■の電子
銃側主面にはケイ素とジルコニウムの金属酸化物を少な
くとも含むポーラスな電子吸収層を形成する。また、透
孔の中心側壁面には、例えば酸化鉛（ＰｂＯ）を約７５
重量％含む低導電の結晶性鉛ほう酸塩ガラスからなる電
子吸収層が設けられている。これらの電子吸収層はパネ
ルωとファンネル■とが封着される前に形成され、電子
銃側主面の層は、下記実施例のようなフィラーとしてジ
ルコン（ＺｒＳｉＯ４＞を含んだケイ素とジルコニアの
アルコキシド化合物、例えばＺｒＳ　１（ＯＣ４Ｈ９）
４の懸濁液をシャドウマスクの電子銃側主面に塗布する
。

実施例　ジルコン　　　　　、　　・・・５００ｇまた
、透孔の中心側壁面の電子吸収層は、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
結晶性塩鉛ほう酸塩ガラスを透孔の中心側壁面に塗布し
、このシャドウマスク■をパネル（ト）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
のせて、最高温度が約４４０’Ｃでその保持時間が３５
分以上ある炉を通過させると、シャドウマスクの電子銃
側主面にはケイ素とジルコニウムの金ＥＭ化物を含むポ
−ラスな電子吸収層が形成され、透孔の中心側壁面には
、結晶化された鉛ほう酸塩ガラスからなる電子吸収層が
形成される。

このようにして得られた２１型カラー受像管のピユリテ
ィドリフト特性につき、本発明者らが実験した結果は次
の通りでおる。再生画面パターンとして、第２図（Ａ）
の全面白色と、第２図（Ｂ）の部分白色パターンを用い
た。（Ｂ）では水平方向幅７５ｍの帯状体（５１）を左
右に２箇所に中心から各１４０ｍ１ｌｔして位置するよ
うにスクリーンに再生する。

残部は黒色すなわち非発光部でおる。Ｘ印が測定点を示
す。ビーム移動量の測定結果を第１表に示す。測定条件
ハＥ　ｂ＝２６．５ｋＶ、　ＩｋＧ；ｔパターン（Ａ）
１−１５００μＡ、　パターン（Ｂ）　ｒ１１００μＡ
、！：Ｌ、た。

第１表 同表において比較量とは、特願昭５８−１４８８４３で
提案したシャドウマスクの電子銃側表面に鉛ほう酸塩ガ
ラスを高温加熱にて封着接合した２１型カラー受像管の
ことでおる。従って、本発明によるカラー受像管のピユ
リティドリフト特性は、従来のカラー受像管のそれより
も良好であるとか確認された。

ここでシャドウマスクのドーミングによる電子ビームの
軌道の変化について第３図及び第４図を用いて説明する
と、（図中同一符号は同一部分を示し第４図は第３図の
（Ａ）部近傍を示す）、第３図及び第４図において、シ
ャドウマスクωがドーミング現象を生じていない状態で
の電子ビーム０はスクリーン（イ）の所定位置Ｑ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現象を生じ
た場合、即ちシャドウマスク（７ａ）が加熱状態の電子
ビームｅｌＤはシャドウマスク（７ａ）のドーミングと
共に管軸０方向に移動し、電子ビームのランディングす
べき電子ビームのランディング地点も＠から（２２ａ）
へ移動する。即ち、本来地点０ヘランデイングすべき電
子ビームはドーミング現象によって管軸側の地点（２２
ａ）にミスランディングし、地点０と（２２ａ）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（
１３ａ）および透孔の中心側壁面（１３ｂ）に電子吸収
量（１／Ｉａ）　、　（１４ｂ）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ざり程度
又はそれ以上の厚さ、本実施例では約１０／ｊｊ７１を
有すると共に１次電子エネルギー、通常は１０ＫｅＶ乃
至３０ＫｃＶに対し１以下の２次電子放出係数を有する
ことを意味する。そしてこの負の帯電は、電子ビーム（
２０を管軸（ロ）より遠ざかる方向に軌道（５ａ）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＠より管軸（ロ）方向に移動する筈の電子ビー
ムのランディング地点（２２ａ）を再び元のランディン
グ地点０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（１４ａ）　、　（？４ｂ
）がシャドウマスクの電子銃側主面（１３ａ）および透
孔の中心側壁面（１３ｂ）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（１４ａ）　、
　（１４ｂ）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。また電子吸収層には
管が動作している限り常に電子ビームおよびスクリーン
面等からの２次電子が射突しているので、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
は殆どない。

の壁面（１３Ｃ）にも電子吸収層が形成され同様に負に
帯電したとするとシャドウマスクの透孔０Φの中央を通
過する電子ビーム（２Ｄは透孔Ｏｅの領域内では成層（
１４ｂ）に帯電した負電荷による電子ビームの軌道修正
効果を打ち消したり、ミスランディングを助長したたり
することになる。さらに、管軸と反対の壁面に電子吸収
層があると電子ビームの入射角との関係により、その電
子収入層によってビームが蹴られスクリーンに投影され
るビームが初期の目標としているサイズ、形状と異なっ
てしま成層が存在しないのが最も好ましいが、製造上ま
ったく存在しないようにするのは非常に困難であ層の約
１１５以下であれば負帯電による偏向効果あるいは、そ
の伯の問題に対して影響のないことが確認された。第５
図において、横軸にはシャドウマスクの透孔の中心側壁
面に形成される電子吸収層の厚さに対する管軸と反対側
の壁面に不要に形成される電子吸収層の厚さを示し、縦
軸にはドーミングによる電子ビームの移動量を相対値で
示している。

本発明によるピユリティドリフト特性の改善は、前述し
た電子吸収層の帯電による偏向効果の他に、特に電子銃
側主面に設けたケイ素とジルコニウムの全屈酸化物を含
むポーラスな電子吸収層の熱輻射率が、約０．９と従来
のシャドウマスクの熱輻射率よりはるかに大きいため、
シャドウマスクからの熱放散を促進してシャドウマスク
の温度上昇を抑制することも一つの大きな要因となって
いる。

従って、本実施例ではフィラーとしてジルコンを（ＣＯ
２０３）であればこれらのフィラーが黒色顔料として動
く。ざらに、セラミック層の熱輻射率を向上でき、一方
、本発明者らの他の実験では、フィラーとして窒化物や
炭化物でも周等の効果が得られることを確認した。

次に、前述の本発明によるカラー受像管と同じく前述の
特願昭５８−１４８８４３によるカラー受像管のコント
ラスト特性を比較した。すなわち、第６図に示すように
、スクリーン上に画像パターンを再生した。この画面（
３０）は３００ｓ　Ｘ　１００ｍの白色部（３１）を画
面中央上方に配置し、残部（３２）を黒色としたもので
ある。Ｘ印は測定点で画面中心から下方にそれぞれ３０
！Ｍ１．　ｆ３ｏｓ位置させた。各点をｒｆｌ、ｒｆ２
とし、暗部輝度結果を第２表に示す。測定条件はカラー
受像管のアノード電圧Ｅｂ＝　２６．５ｋＶ、全７７ソ
一ドｍ流ＩＫ＝　５００μＡ、白色の色は９３００’　
Ｋ＋２７ＭＰＣＤとした。

第２表 第２表から明らかに、本実施例において暗部輝度を低減
できることがわかる。これは電子の弾性散乱が軽減され
ていることを意味しており、主として電子銃側の電子吸
収層（１４ａ）の構成成分である３ｉやｚｒの原子番号
がそれぞれ１４．４０と比較量の鉛ほう酸塩ガラス層の
ＰｂやＢａの８２や５６に比べて低いことにも依存して
いるためである。

次に、本実施例のカラー受像管を連続して３０００時間
作動させた後、残存エミッション率を測定したところ、
初期動作時に対して８０％と向上していることが判明し
た。従来一般に７０％が標準とされているから、−割以
上の改善がはかられたことになる。これは本実施例の特
に電子銃側に設けたケイ素とジルコニウムの金ＩＩｍ化
物を含むポーラスな電子吸収層がガス吸着をしたためと
推定され、特にバインダとして用いた酸化シリコン（Ｓ
ｉｎ２）が有効に作用したと考えられる。

また、シャドウマスク表面に緻密な電子吸収層が形成さ
れるため、ガス発生が抑えられたためとも考えられる。

従って、特に電子ビームが直接射突して非常に高温とな
り不安定ガスの発生しやすいシャドウマスクの電子銃側
表面に、前述のような電子吸収層を形成することは有効
である。もちろん若干の作業時間の増加にはなるが、第
４図に示すように、シャドウマスク表面の全域を本発明
によるセラミック層で被覆すればシャドウマスクからの
不安定ガスの発生はほとんど抑制されることは言うまで
もない。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、シャドウマスクの電子銃
側表面にケイ素とジルコニアの金属酸化物を主成分とす
る電子吸収層を形成し、また、透孔の中心側壁面に結晶
性鉛ほう酸塩ガラスからなる電子吸収層を形成すること
により、コントラスト特性、ピユリティドリフト特性を
改善し、ざらに、エミッション寿命特性が良く、工業量
産性に富むカラー受像管を得ることができる。

【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）、第２図（Ｂ）は本発明の実施
例のピユリティドリフト特性を説明する再生画像パター
ンの略図、第３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４図は、
本発明による一実施例を示し、第３図のＡ部を拡大して
示Ｔ模式図、第５図は、シャドウマスクの透孔の中心側
と反対の壁面に形成される電子吸収層の厚さを変化させ
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６図は本発明の実施例の
コントラスト特性を説明する再生画像パターンの略図で
おる。 に）・・・蛍光体スクリーン、■・・・電子ビーム、■
・・・電子銃、■・・・シャドウマスク、（１４ａ）　
、　（１４ｂ）　、−・電子吸収層。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　大胡典夫 第　　１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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突する電子銃
   とを備えてなるカラー受像管において、前記シャドウマ
   スクの電子銃側表面にケイ素とジルコニウムの金属酸化
   物を含む電子吸収層を設けるとともに、少なくとも前記
   透孔のシャドウマスクの中心側の壁面に酸化鉛（ＰｂＯ
   ）を７０重量％乃至８５重量％含む結晶性鉛ほう酸塩ガ
   ラスからなる電子吸収層を設けたことを特徴とするカラ
   ー受像管。
2. （２）シャドウマスクの透孔の前記中心側の壁面と対向
   している壁面に形成された電子吸収層の最大の厚さが、
   透孔の中心側の壁面に形成された電子吸収層の厚さのほ
   ぼ１／５以下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. （３）シャドウマスクの電子銃側の前記電子吸収層が、
   酸化物、窒化物、炭化物のいづれか一つを少なくとも含
   んでなることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のカラー受像管。