JPS6235435A - 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。

〔発明の技術的背景と問題点〕

一般のシャドウマスク形カラー受像管は管内に３本の電
子ビームを発生する電子銃と、この電子ビームを色別に
選択し多数の透孔を有するシャドウマスクと、電子ビー
ムの励起により赤、ＩＬ青３色に発光する蛍光体スクリ
ーンを有しており、スクリーンに映出される画像を外囲
器のパネルを通して観察できる構造となっている。シャ
ドウマスクの透孔とスクリーンの各色蛍光体パターンは
、精密に対応している。しかして、透孔を通過する有効
電子ビーム量は受像管の動作上１７３以下で残りの電子
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
れシャドウマスクを８０℃以上に加熱させる。シャドウ
マスクは熱膨張係数が約１．２ｘｌｏ−５／’Ｃの軟鋼
の冷間圧延鋼からなる厚さ０．１ｍｍ〜０．３＃の薄板
から形成されており、このシャドウマスクを支持するマ
スクフレームが厚さ１ｓ前後の強固な断面り型の黒化処
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
スクフレームに接合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マスク中央部より低くなる。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
ーミング現象となりピユリティドリフトを生ずる。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。また局部的に高輝度の画像を
映出する場合も同じくシャドウマスクに局部的なドーミ
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、
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Ｖドウマスク
の表面に黒鉛または炭素被膜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
クために、例えば特開昭６０−５４１３９号公報のよう
に、シャドウマスク面に鉄より低熱膨張係数の鉛硼酸塩
ガラスを塗布することが提案されている。

この技術によってざらに鉄シートのシＶドウマスクやア
ンバー材のシャドウマスクのピユリティドリフト特性お
よび耐娠動性をも向上させることができたが、ガラス層
の厚みのばらつきや製造条件例えば温度等のばらつき（
−曇、すなわら残留応力のばらつきにより、ガラス層の
塗布部と非塗布部の境界部にしわ状の変形が生ずるとい
う問題があった。このようなシャドウマスクは鉄シート
とガラス層との間に応力を残す構造であるため、ガラス
層の厚さは最低でも１０ｐ、実質的には平均で２０−以
上塗布する必要があるとされている。このような従来の
マスクは、第６図に示すように鉄シート（２５）の表面
に塗布されたガラス層（３２）は中央部が厚くなるよう
な不均一な厚さとなり、しかも塗Ｎ後、高温加熱処理し
ていたので塗布部の残留応力が大きくなり、塗布部と非
塗布部の残留応力差が大きくなるという問題がある。

さらに、このガラス層は高温加熱されるため溶融、軟化
して第６図すのように凸形になっているので、この上に
ゲッター膜（３３）を形成するとゲッターの飛散方向に
よりゲッター膜厚に″“むら″ができる。ゲッターｒ！
（３３）を形成するのは、ガラス層（３２）に導電性を
持たせるためであり、このゲッター膜に“むら″がある
と部分的に絶縁部分ができて電子ビームが偏向され、ミ
スランディングの原因となる。

このような″むら″をなくすには、ゲッター膜を厚くす
れば良いが抵抗層（ゲッター膜を薄く形成して抵抗層と
する）の形成によるマスクの発熱防止効果がなくなって
しまう。すなわち、抵抗層は、その電位をシャドウマス
クより下げてシャドウマスクに射突する電子ビームの射
突速度を小さくすることにより、シャドウマスクの発熱
を抑える効果があるが、この効果を得るためには必要か
つ十分な抵抗が必要となる。しかし、むらがあるとその
効果は小さくなるという問題がある。

（発明の目的〕 本発明はシＶドウマスクの残留応力による変形を防止し
、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、ビユリティドリフト特性を改善し
たカラー受像管を得るものである。

〔発明の概要〕

本発明は蛍光体スクリーンと、このスクリーンに近接し
て設Ｃプた多数の透孔を有するシャドウマスクと、この
シャドウマスクの前記蛍光体スクリ−ンと反対側に設Ｃ
ノだ電子銃とを備え、電子銃から発射された電子ビーム
をシャドウマスクの多数の透孔を介してスクリーンに射
突させるカラー受像管にあり、シャドウマスクの表面の
少くとも一部に低温焼成セラミック層と、このセラミッ
ク層上に形成される導電薄膜層とを有するものである。

低温焼成セラミック層は、絶縁層とするのが特に効果が
ある。

低温焼成セラミック層は、シャドウマスクの電子銃側表
面に付着させるが、スクリーン側の表面にも付着させる
ことかできる。

（発明の実施例） 以下、図面により本発明の実施例について説明する。第
２図に示すように、本実施例のシャドウマスク型カラー
受像管はガラスで形成された外囲器θΦが、実質的に矩
形状のパネル０１）と漏斗状のファンネル０２）とネッ
ク０３）とから構成される。そしてパネル（１１）の内
面には赤、緑及び青に夫々発光するストライプ状蛍光体
スクリーンＯ０が設りられ、一方ネツク０３）にはパネ
ル（１１）の水平軸線に沿って一列に配列され赤、縁及
び青に対応する３本の電子ビーム（３０）を射出するイ
ンライン型電子銃ＯΦが設けられている。また、スクリ
ーンθ優に近接対向して多数の透孔の穿設された主面を
有するシャドウマスクＣΦか配設される。シャドウマス
ク（ＩＧの周辺部は、パネル外形に対応して折曲げられ
たスカート部θのを有し、このスカート部Ｃ）は断面り
字型の枠からなるマスクフレーム（ロ）によって支持固
定され、ざらにマスクフレーム（Ｉ７）は、スプリング
（！ｌを介してパネル０１）内側壁に埋め込まれたピン
ＣΦで係止めされている。なお、符号（２０はインナー
シールドを示す。このようなカラー受像管において、電
子銃Ｏｅから射出された３本の電子ビーム（３０）はフ
ァンネル０２）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（６
）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（１Ｇの透孔（１０ａを介して色選別され、各
色発光ストライプ状蛍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。

シャドウマスク００は、０．１＃から０，３＃例えば０
．１２ｍの軟鋼板でできており、常法の〕ｔトエッチン
グにより透孔が穿設された後、プレスにより所定曲面に
成形される。この成形されたシャドウマスクＯＳの電子
銃Ｏｅ側の表面に、第１図（２）に示すように低温焼成
セラミック層＠を塗布被着する。

塗布はスプレー法で行ない、低温焼成セラミックの成分
としては例えば酸化ケイ素（Ｓ！Ｏｚ）を分散させた溶
液として次のものを用い、塗（ｆｉ膜の厚さは約２０−
とした。

５ｉＯｚ　　　　　　　　　　　５００ｇｒイソプロピ
ルアルコール　　４００　！ｌｌｒｌｌレスプレー後５
０℃の温度で約１０乃至２０分間強制加熱し、この加熱
により約４−の厚さの低温焼成セラミック層＠を１ｑた
。このセラミックｌ１５（２２１上に第１図０に示すよ
うな導電薄膜層（２３）を形成する。例えばゲッター剤
を飛散させてセラミックＥ（２２１上にゲッター膜を形
成する。

セラミック層＠の一部はスプレー塗布時にシャドウマス
ク透孔θΦａ内壁にまわり込み、スクリーン側の裏面に
も一部被着しても良い。まわり込み程度はセラミック層
厚の設定により異なるが、孔の目詰まりを生じない限り
問題にはならず、孔内壁での電子散乱防止に効果がある
。

本実施例の作用効果を確認するために、セラミック層の
ない従来構造の軟鋼シャドウマスクを比較量として、２
０型カラー受像管に適用した試験を行なった。

まず、本実施例のピユリティドリフト特性を調べるため
に、比較量とのビームの移動量の差を測定した。再生画
面パターンとして、第３図（八）の全面白色と、第３図
（Ｂ）の部分白色パターンを用いた。ＣＢ）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１４０ｍｍ離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ある。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
条件はＥｂ＝２６．５ｋＶ１１ｋはパターン（八）で１
５００μＡ、パターン（８）で１１００μＡとした。

（工′（下年凸９ 第１表 同表から本実施例においてビーム変化量を低減できるこ
とがわかる。

第５図はＳｉＱ　２セラミック層の厚みとピユリティド
リフト特性試験にあける電子ビームの移動量との関係を
示す。同図からセラミック層の厚みを１−以上、好まし
くは５ＪｉＩ１１以上とするのがよいことがわかる。あ
まり厚くすると、シャドウマスク透孔の目詰りが生じる
ので、動作に支障の範囲できめればよい。発明者の実験
によればマスク孔ピッチ０．６５Ｍ、孔径１７５淵で５
０朗厚程度までっけても目詰りを生じなかった。

ビームの移動■の低減すなわちピユリティドリフトの低
減効果は５ｉＱ２セラミツク層の熱膨張係数が０．５５
　ｘｌｏ−５と、軟鋼１．２Ｘ１０−５の約半分である
ため、シードウマスクの熱膨張が抑制されること、また
、Ｓ！０２の熱伝導度が約１．０ｃａｌ／　ｃｍ　−ｓ
ｅｃ　℃と、軟鋼板の０．１４４　Ｃａｌ／　ｃｍ　・
ｓｅｃ　’Ｃよりも大きくシャドウマスクで発生した熱
を逃がしやすいことにある。

なお、５ｉＱ２の熱伝導度は、従来技術として述べた鉛
（ＩＩＩＩＭ塩ガラス（通称フリットガラス）の熱伝導
度０．００２　Ｃａｔ／ｃｍ−３ｅＣ’Ｃに比べてもか
なり大きい。

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。本実施例のセラミッ
ク層がガス吸収をしたためと推定されるが、酸化ケイ素
（Ｓ！Ｏｚ）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セラミック層が形成
されるため、ガス発生が抑えられたためとも考えられる
。

以上実施例につき述べたが、ＳｉＱ　２セラミック層を
電子散乱を生じるインナーシールドに適用しても、暗部
輝度の低減ヤニミッション特性の改善が期待される。

また、ＳｉＱ　２セラミック層に黒鉛や酸化マンガンな
どの黒色物質を混入することによって、体色を暗部とし
、輻射効果をあげることもできる。

さらに、５ｉＱ２セラミツクの塗布は実施例のように、
シャドウマスク全体でなく、第４図に示すように、マス
ク面（３１）に対して、局部的な部分（３２）に塗布し
ても効果を上げることができる。また、シャドウマスク
の電子銃側に付Ｃプ、さらに、スクリーン側の面に局部
的にｍイ５して局部的に生じるピユリティトリットを補
償することもてきる。

このような低温焼成のセラミックは、その素材を主成分
とする溶液は軟化あるいは溶融することなしに加水分解
及び車台にて硬化すると同時に、稀釈剤が蒸発し塗イ［
厚が薄くなっていくので、第１図に）の塗イロ状態から
同（ハ）のように均一な厚さで薄いセラミック層とする
ことができる。また、上）小の如き加熱温度が１５０℃
と低く、作業性を無視すれば常温でも硬化するため、カ
ラー受像管動作時のシャドウマスク温度との差が小さく
でき、シャドウマスク材とセラミック層間の残留応力も
小さくできる。但し、この場合、シャドウマスクの熱膨
張によるドーミングを抑えるようにある程度の残留応力
は存在する。従って塗布部と非塗布部の残留応力の差も
小さくなり、シャドウマスクの変形も発生しなくなった
。また、このようにセラミック層を均一で薄く形成する
ことができるため、このセラミック層上に形成されるゲ
ッター膜もむらがなく一様になり、全体的に薄くするこ
とが容易となる。つまり、ゲッター膜の抵抗値が大きく
なるように薄く形成することが可能である。

また、上記セラミック層を絶縁物とし、その上にむらが
なく薄いゲッター膜を形成することにより、電子の射突
によって絶縁層がチャージすることなく電子ビームのシ
ードウマスクへの射突速度を抑えてシャドウマスクの発
熱を抑えるという、シャドウマスクの表面が絶縁体ある
いは導電体であることの欠点を解潤した優れたシャドウ
マスクを得ることができる。

従って、シャドウマスクの変形を防止するとともにピユ
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
ができる。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、シャドウマスク表面に低
温焼成のセラミック層を形成し、さらにその上に導電薄
膜層を形成することにより、シャドウマスクの変形不良
を防止し、ピユリティドリフト特性を改善し、さらに、
エミッション寿命特性のよい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図は本発明の一実施例を示すシャドウマスクの一部
断面図、第２図は本発明の一実施例を示すカラー受像管
の縦断面図、第３図（八）　（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４図は本発明の他の実施例を示すシャドウマス
クの平面略図、第５図は本発明を説明するＳｉＱ　２セ
ラミック層の厚みとビーム移動量の関係を示す曲線図、
第６図は従来のシｔ　トウマスクの一部拡大断面である
。 １５・・・シャドウマスク、１５ａ・・・透孔、２２・
・・セラミック層、２３．３３・・・ゲッター膜、３２
・・・カラス層。 代理人　弁理士　則　近　憲　１も 同　　大胡典夫 第１図 第６図 第４図 （Ｂ） 第３図 セラミ＝ｔ７Ａ１！Ｊ　（Ａｍ） 第５図

Claims (5)

【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
   接して設置されるシャドウマスクと、このシャドウマス
   クを介して電子ビームを前記蛍光体スクリーンに射突さ
   せて発光させる電子銃とを少なくとも具備したカラー受
   像管において、前記シャドウマスクの表面に低温焼成セ
   ラミック層を有し、この低温焼成セラミック層上に導電
   薄膜層を形成したことを特徴とするカラー受像管。
2. （２）低温焼成セラミック層が絶縁層である特許請求の
   範囲第１項記載のカラー受像管。
3. （３）低温焼成セラミック層が酸化ケイ素を主成分とす
   る特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管。
4. （４）低温焼成セラミック層がシャドウマスク表面の一
   部に被着されてなる特許請求の範囲第１項記載のカラー
   受像管。
5. （５）導電薄膜層がゲッター膜である特許請求の範囲第
   １項記載のカラー受像管。