JPH07118276B2

JPH07118276B2 - カラー受像管

Info

Publication number: JPH07118276B2
Application number: JP61121157A
Authority: JP
Inventors: 清時田; 金治木田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-28
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS62278738A

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、カラー受像管に関するものである。

（従来の技術）一般にカラー受像管は、パネルとファンネル及びネック
から真空外囲器が構成され、パネルの内面にはストライ
プ状の蛍光体層からなる蛍光体スクリーンが被着形成さ
れ、ネックには３本の電子ビームを射出するいわゆるイ
ンライン型電子銃が配設されている。また、蛍光体スク
リーンに近接した位置には、マスクフレームにその周辺
部を支持され、多数のスリット状の開孔を有するシャド
ウマスクが弾性部材を介して支持されている。

前記３本の電子ビームは、ファンネルの外部の偏向装置
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、カラー映像を再現させるようになっている。
また、電子ビームが地磁気等の外部磁界の影響を受け、
再度映像の色純度が劣化するのを防止するためファンネ
ル内部に磁気遮蔽体が係止されている。

このようなカラー受像管に於いて、シャドウマスクのス
リット状の開孔の水平方向の配列ピッチ数はストライプ
状蛍光体層の1/3のピッチ数とする必要がある。従っ
て、通常スリット状の開孔を通過する有効電子ビームは
1/3以下であり、残りの電子ビームはシャドウマスク及
びフレームに射突し、時として80℃程度までシャドウマ
スク及びフレームを加熱させることになる。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
及びフレームの温度が上昇することもある。このような
シャドウマスクは、一般に熱膨張係数の比較的大きい鉄
を主成分とする厚さ0.2mm前後の薄板で形成され、厚さ1
mm前後の強固なマスクフレームによって周辺部が固定さ
れている。このシャドウマスクとフレームの表面は、例
えばH₂O−N₂あるいはCO₂−N₂などの雰囲気中にて500℃
〜600℃に加熱され、鉄の酸化物を主体とする黒化膜が
形成されている。しかし、シャドウマスク及びフレーム
に射突した電子ビームは、シャドウマスク及びフレーム
を加熱膨張させ、蛍光体スクリーンとシャドウマスクと
の間隔（以下ｑ値と云う）を変化させ、このｑ値の変化
が許容値以上になると電子ビームはストライプ状蛍光体
に正確にランディングせず、いわゆるミスランディング
を生じ色純度を劣化させることになる。このようなシャ
ドウマスクの熱膨張に伴う電子ビームのランディング位
置の変位を抑制するため、シャドウマスク材に36％Ni−
Fe合金、いわゆるアンバー材を使用したものが実用化さ
れている。このアンバー材は、その熱膨張係数が従来の
鉄を主成分とする冷間圧延鋼板に比べ約1/10と小さいた
め、シャドウマスクの熱膨張を大幅に抑制することがで
きる。しかし、一般にアンバー合金等の低熱膨張金属は
鉄材に比べて高価であり、シャドウマスクと共に重量の
かさむフレームにも低熱膨張金属を使用することは大幅
なコスト上昇につながる。従って、比較的軽量のシャド
ウマスクのみ低熱膨張金属とし、重量のかさむフレーム
には安価な鉄材を使用することが望ましい。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、前記シャドウマスクのみに低熱膨張金属を使用
し、シャドウマスクを前記フレームの内側面に複数箇所
において溶接結合した構造によると、動作中にシャドウ
マスク構体全体が高温（例えば200℃）状態にさらされ
たとき、低熱膨張金属よりなるシャドウマスクと鉄材よ
りなるフレームとの熱膨張が異なるため、第５図の点線
で示したように、シャドウマスク（５）がフレーム
（７）により管軸に直角な方向に押し拡げられる。その
結果、シャドウマスク（５）の周辺部（5a）が、局部的
に変形し、この変形したシャドウマスク（5b）の透過孔
を通過した電子ビームはミスランディングを起こす。そ
の結果、色ずれが生じ、正規の色再現が出来ず、シャド
ウマスク（５）に低熱膨張材を使用した効果が得られな
いと云う問題点があった。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、シャドウマス
クにのみ低熱膨張材を用いたシャドウマスク構体を具備
するカラー受像管において、フレームの動作中の温度を
抑制す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、低熱膨張材よりなるシャドウマスクを鉄材よ
りなるフレームに複数箇所において溶接接合してなるシ
ャドウマスク構体において、フレームは表面に多孔質層
を有し、その熱輻射率がシャドウマスクと同温における
熱輻射率より大きいシャドウマスク構体を具備するカラ
ー受像管。

（作用）カラー受像管の動作時にシャドウマスクおよびフレーム
が高温状態にさらされても、フレームの熱放散性が大き
いため、大きな熱変形を起さない。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。すなわち、第１図に示すように、実質的に矩形
状のパネル（１）と漏斗状のファンネル（２）及びネッ
ク（３）から真空外囲器が構成されている。そしてパネ
ル（１）の内面には赤，緑及び青に夫々発光するストラ
イプ状の蛍光体層からなる蛍光体スクリーン（４）が被
着形成され、ネック（３）にはパネル（１）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（14）を射出するいわゆるインライン型電子
銃（６）が配設されている。また、蛍光体スクリーン
（４）に近接対向した位置には、鉄材よりなり熱膨張係
数が約1.2×10^-5deg^-1のマスクフレームにその周辺部を
支持され、多数のスリット状の開孔が垂直方向に配列さ
れ、かつ配列が水平方向に多数配列されたシャドウマス
ク（５）が弾性部材（12）を介して支持されている。

このシャドウマスク（５）は熱膨張係数が1.2×10^-6deg
^-1鉄材に比べ小さい36％Ni−Fe合金、いわゆるアンバー
材よりなる。

３本のインライン配列の電子ビーム（14）は、ファンネ
ル（２）の外部の偏向装置（９）によって偏向され、矩
形状のパネル（１）に対応する矩形の範囲を走査し、か
つシャドウマスク（５）の開孔を介して色選別されてス
トライプ状の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（14）
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（２）
内部に強磁性金属板よりなる磁気遮蔽体（８）がフレー
ム（７）を介して係止されている。

このマスクフレーム（７）の表面には第２図に示すよう
に、ケイ素とジルコニウムの金属酸化物を含むセラミッ
ク層（10）が形成されている。このセラミック層（10）
は、次のような方法で形成することができる。すなわ
ち、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ZrSi（OC
₄H₉）_４の懸濁液をスプレー法で塗布約15μｍの膜厚を
形成した。

実施例ジルコン 500gr ケイ素とジルコニアのアルコキシド化合物 100gr イソプロピルアルコール 400gr こ懸濁液を20cm乃至30cmの距離からスプレー圧約3kg/cm
²でマスクフレームの表面にスプレー塗布すると、前記
のような約15μｍの膜が約10秒で形成させることができ
る。このように、フレーム表面にケイ素とジルコニアの
アルコキシド化合物を含む懸濁液を塗布したシャドウマ
スクを70℃以上の雰囲気中で加熱することにより、第２
図に示すようなセラミック層（10）を得た。すなわち、
フレーム（７）表面に塗布されたケイ素とジルコニアの
アルコキシド化合物は、70℃以上の雰囲気中で大気中の
水分により加水分解を起こし、その結果、アルコキシド
同志の重縮合反応により造膜し、ケイ素とジルコニアを
含む金属酸化物の形成すなわちセラミックス化をする。
なお、上述の例では懸濁液を塗布後加熱したが、製造時
間短縮のために70℃以上で加熱しながら懸濁液を塗布す
れば後の加熱処理工程を省略することができる。また、
このケイ素とジルコニアのアルコキシド化合物は、赤外
線領域の電磁線の吸収特性がよいため、加水分解をさせ
る場合、70℃以上の雰囲気中ではなく、ケイ素とジルコ
ニアのアルコキシド化合物が塗布されるフレームの表面
を例えば、赤外線により照射しながらケイ素とジルコニ
アのアルコキシド化合物を含む懸濁液を塗布した後常温
においても充分加水分解が行なわれることも確認でき
た。さらに塗布後、赤外線を照射することも可能であ
る。

以上のようにして完成したマスク構体はパネルに組み込
まれ、ファンネルとフリットガラスにより接合され排気
封止後所定の工程を経てカラー受像管が得られる。

ここで、本発明者等は、本発明を適用した偏向装置によ
り21吋90℃偏向型カラー受像管を動作させた場合の前記
フレーム（７）の温度上昇を詳しく実験検討した。第３
図は、その結果を示すものである。横軸はケイ素とジル
コニウムの金属酸化物を含むセラミック層（10）の厚さ
を示し、縦軸は、前記フレーム（７）の動作時の温度上
昇をセラミック層（10）を形成しない場合すなわち、フ
レーム（７）の表面がシャドウマスクの表面同様、鉄の
酸化物を主体とする黒化膜のみで被膜されている場合を
基準として、相対値で示している。この図より、前記フ
レーム（７）の表面にセラミック層（10）を形成するこ
とにより、フレーム（７）の温度上昇が抑制されること
が板明した。これはフレーム（７）の表面に形成された
セラミック層（10）の比表面積が、フレーム（７）の比
表面積の約50倍もあり、言い換えれば、セラミック層
（10）の表面積がフレーム（７）の表面積の約50倍とな
ったため熱放散性が大幅に向上したためである。従って
鉄に酸化物を主体とする黒化膜を有するシャドウマスク
に比べ大幅に温度上昇が抑制されることになる。尚、前
記比表面積の測定は、低圧での窒素ガスの吸着量より算
出するBET法により行なった。

一方、第３図においてセラミック層（10）の厚さがおよ
そ10μｍ以上となると、温度抑制効果が飽和する。これ
は、セラミック層（10）の厚さが厚くなるとフレーム
（７）表面に近いセラミック層（10）、言い換えればセ
ラミック層（10）の下層においてはあまり熱放散性の向
上には寄与せず、セラミック層（10）の表層領域のみが
熱放散性に大きく寄与するためと考えられる。

尚、本発明の実施例のようなセラミックは、一般に電気
絶縁性が高いため、このような材料を用いる場合は、第
２図に示すように、マスク（５）とフレーム（７）が固
着する部分（11）のマスクフレームの表面（7a）及び
（7b）にはセラミック層（10）を形成しないことが望ま
しい。また、本発明の実施例では第２図に示すように、
シャドウマスク（５）マスクフレーム（７）の内側に固
着してあるが、本発明の効果はこの実施例に限らず、例
えば、第４図のように、シャドウマスク（５）をフレー
ム（７）の外側に固着しても同一の効果が得られること
は云うまでもない。

〔発明の効果〕

上述のようにシャドウマスクとして低熱膨張材、マスク
フレームとして安価な純鉄などを使用してもマスクフレ
ームの熱輻射率を向上させることによりシャドウマスク
とマスクフレームの熱膨張差による動作中のシャドウマ
スクの局部変形を防止して動作初期から長時間にわたり
電子ビームのミスランディングを充分小さく保ち、色再
現性の良好な工業的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図は本発明によるカラー受像管の断面図、第２図は
本発明の一実施例を示す概略断面図、第３図は本発明に
よるマスクフレームの動作中の温度上昇を示す特性図、
第４図は本発明の他の実施例を示す概略断面図、第５図
は従来のシャドウマスクの動作中の変形を示す概略断面
図である。（１）……パネル、（２）……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、（10）……セラミック層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に矩形状のパネルと漏斗状のファン
ネル及びネックが連接された真空外囲器と、前記パネル
内面に形成された蛍光体スクリーンと、前記ネックに内
装され、前記蛍光体スクリーンを励起発光させる複数の
電子ビームを射出する電子銃と、前記蛍光体スクリーン
に近接対向するよう弾性部材により矩形枠状のマスクフ
レームを介して懸架されてなるシャドウマスクとを備え
たカラー受像管において、前記マスクフレームは、表面
に多孔質層を有し、その熱輻射率が前記シャドウマスク
の同温における熱輻射率より大きいことを特徴とするカ
ラー受像管。
【請求項２】前記マスクフレームはその表面にケイ素と
ジルコニウムの金属酸化物を含むセラミック層を有する
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。
【請求項３】前記マスクフレームはその熱膨張係数が同
温における前記シャドウマスクの熱膨張係数より大きい
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。