(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を有し、鉄を主成分とする孔あきシャドーマスクから成り、フレームに固定され、形成された画面の前に配置され、カソード側表面が鉛、ランタン、ナトリウムバリウム又はナトリウム鉛を含む多孔質被覆を有するシャドーマスクであって、
前記被覆が結合剤中に埋め込まれた多孔性構造のゼオライト粒子を含み、該粒子が鉛、ランタン、ナトリウムバリウム又はナトリウム鉛を含むことを特徴とする絶縁層を有するシャドーマスク。
【請求項２】
多孔性構造の前記ゼオライト粒子がイオン交換体であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁層を有するシャドーマスク。
【請求項３】
多孔性構造の前記粒子が水ガラスによって結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁層を有するシャドーマスク。
【請求項４】
請求項１に記載のシャドーマスクを製造する方法において、混合の前に、多孔性構造の粒子が鉛、ランタン、ナトリウムバリウム又はナトリウム鉛が分子分散された製剤形態を持つ結合剤と接触して、前記鉛、ランタン、ナトリウムバリウム又はナトリウム鉛が多孔性構造の無機粒子にイオン交換によって固定されることを特徴とする絶縁層を有するシャドーマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は絶縁層を有するシャドーマスク及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャドーマスクを有するカラー受像管において、前記シャドーマスクは、画面の内部表面に、非常に接近して配置される。発光区画がその画面の内部表面上に生成されるので、そのシャドーマスクの形状は、そのカラー受像管の動作中は前記発光区画のパターンと同じであることが要求される。シャドーマスクのアパーチャ形状が動作温度においてその画面の内部表面上の発光区画の分布と一致するときに、その発光区画上の電子ビームの最大衝突精度が達成される。
【０００３】
しかし、放出された電子の少数な部分だけがそのシャドーマスクを通過して発光区画に衝突するので、シャドーマスクは結果として８０℃にまで加熱されて、シャドーマスクの形状変化が大きくなり、その結果、シャドーマスクのドーミング（ドーミング効果）が発生する。
【０００４】
シャドーマスクのアパーチャ形状は発光区画の分布と合わなくなり、電子の不正確な衝突が増える。このため、画面の演色性が乱される。
【０００５】
コントラストの大きい画像の場合、シャドーマスクの領域が異なると加熱の程度が異なるので、シャドーマスクの部分的なドーミング（部分ドーミング）が増大して、許容値を超えると、これによっても収差が発生する。
【０００６】
シャドーマスクのこのような不利益な熱挙動を制限するか、又は防止するために、多くの試みがなされてきた。つまり、シャドーマスクの過剰な加熱を制限するための、種々の対策が提案されてきた。
【０００７】
米国特許第３，８８７，８２８は、孔あきの金属製シャドーマスク上に多孔性二酸化マンガンを被覆し、その上部に金属アルミニウムの薄い層を被覆することを提案している。そのアルミニウムの薄い層は、アパーチャの端部だけで、孔あきのシャドーマスクと接触している。アルミニウムの薄い層は、電導性と電子吸収性を持っている必要がある。前記アルミニウムの薄い層の上部に被覆されるのは、黒鉛、酸化ニッケル、又はニッケル鉄による別の層である。
【０００８】
この中で提案された二酸化マンガンの多孔性は、本質的には、独立して配置された粒子から発生すると言われ、その層はアルミニウムの薄い層と共にサンドイッチ状の構造を形成する。前記の層構造により、電子の衝突によって発生した熱が、その孔あきの金属性シャドーマスクから遠ざけられて、別の方向に放出されることが意図されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記解決方法には、種々の不利益がある。大部分の熱は、アルミニウムの薄い層や被覆している黒鉛層の内部で発生しているのではなく、孔あきシャドーマスク内で発生しているので、孔あきシャドーマスクから発生した熱を孔あきシャドーマスクから遠ざけることは、実行可能ではないことが判明した。アルミニウムの薄い層の電子反射性、電子吸収性、及び熱放出性は非常に低い。その孔あきシャドーマスクの上部に設けられた断熱サンドイッチ構造は、逆効果を引き起こすので、熱の放出は困難である。
【００１０】
さらに、孔あきシャドーマスクの表面を断熱層で覆い、さらにその上部に重金属を含む被膜を被覆することが知られている。その断熱層は結合剤と共に孔あきシャドーマスク上に被覆される多孔性固体から構成されている。２つの層、つまり、断熱層と、その上部に被せられた重金属を含む被覆層とを、被覆するという技術は、コスト高であることが判明した。
【００１１】
本発明は、絶縁層の断熱効果によって、孔あきシャドーマスクへの大部分の熱伝導を防ぎ、同時に、追加の被膜を被せずに、ドーミング効果を減少させる絶縁層を有するシャドーマスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
その目的は、請求項１の機能によって達成される。本発明の利点のある展開は、それらの従属クレームに明記されている。
【００１３】
本発明では、電子反射効果と電子吸収効果が、直接的にその層の内部で生成され、その層の絶縁効果によって、それによって開放された熱が孔あきシャドーマスクの方でなく、その受像管の内部に向かうように、シャドーマスクの孔あきシャドーマスク部分のカソード側の面に、それらの空洞に重金属又は重金属化合物あるいはその両方を含む、多孔性構造の粒子から成る断熱層を設けることが意図されている。被覆層が無いので、受像管の内部への熱の開放は、妨害されることがない。このようにして、孔あきシャドーマスクの部分ドーミングを増大させる局所的な温度差が、大幅に縮小される。
【００１４】
そして、重金属化合物の添加が無い場合でさえも、絶縁層は、ドーミング効果を相当に減少させることが判明した。
【００１５】
本発明に係わる断熱層は、結合剤中に埋め込まれた多孔性構造の粒子から成っている。
【００１６】
好都合なことに、本発明のシャドーマスクの製造は、孔あきシャドーマスクに被覆する前に、重金属化合物と多孔性構造の粒子を直接的に組み合わせる工程を含んでいる。それにより、重金属又は重金属化合物あるいはその両方をその多孔性の構造に組み込むことが、全く効果的に遂行され得る。
【００１７】
本発明の展開の結果、イオン交換特性を有する多孔性構造の粒子を提案している。水溶性の重金属化合物を使用すると、その多孔性構造に重金属イオンが簡単に組み込まれて、その中にあるイオン、例えば、アルカリイオンと交換する。例えば、燐酸セリウム等の粘土鉱物又は金属燐酸塩の属からの層状化合物を間挿されたゼオライトに基づくイオン交換が、有効に使用され得る。
【００１８】
ドーミング動作に関する特別な性質の要件の場合、イオン交換を通じて重金属が添加される多孔性イオン交換体は、本発明の展開の結果に係わる後続の処理によって、任意に固定される他の重金属化合物を、追加的に供給され得る。
【００１９】
本発明の別の展開の結果においては、イオン交換特性の無い無機粒子が多孔性構造の粒子として提供される。この様態においては、金属酸化物、ゼオライト、及び金属燐酸塩等の酸化物、シリカ類、又は燐酸塩から構成されている多孔性粒子は、特に適切である。他のものの中で、ケイ酸、二酸化ジルコニウム、及び二酸化チタンが、多孔性構造を有している酸化粒子として適切である。
【００２０】
特に、多孔性シリカ材料は、ゼオライトの大きな属を含んでいる。特に適切であるのは、合成ゼオライトＡ、Ｘ、Ｙ、Ｌ、及びβ又はＺＳＭ型のもの、あるいはそれらの両方だけでなく、自然分子ふるいの菱沸石、モルデナイト、エリオナイト、ホージャサイト、及びクリノプチロライト等の分子ふるいである。非常に多数のゼオライト構造があるので、ここで全てを記述することができない。驚くことに、シャドーマスクの断熱は、そのシャドーマスク上に被覆された薄い層であっても有効に実施され得ることが判明した。同様に、合成可能で、小、中、及び大の孔形式に分類される、いわゆるアルミノ燐酸塩、シリコアルミノ燐酸塩、及び金属アルミノ燐酸塩等の多孔性燐酸塩物質を使用するときに、有用な効果が発生する。
【００２１】
他の適切な多孔性固体は、それ自体知られている多種類のアルミノ珪酸塩だけでなく、間挿された粘土鉱物、燐酸塩層、及びシリカゲルである。
【００２２】
本発明によれば、多孔性構造の中に組み込まれる重金属は、乾燥又は分解を伴う高温処理によって固定される。硫化物イオンによる後続の作用が、それらの黒色化により、放熱に関して良い効果を生む。製造の間、多孔性構造の粒子の孔径は広範囲に変化するので、必要に応じて、重金属は、非常に効果的なように添加され得る。
【００２３】
特に結晶質珪酸塩とガラス質珪酸塩、燐酸塩、及び硼酸塩は、絶縁用結合剤として供給され、さらに、この様態に於いて、水ガラスと金属燐酸塩が有用であることが判明した。上記の結合剤は、シャドーマスクの表面上での高い接着性が顕著であり、孔あきシャドーマスクのさらなる寸法の安定性を増加する機械的に安定な被膜を生成する。
【００２４】
その層の被覆は、例えば、シャドーマスクの表面に噴霧すること等のそれ自体知られた被覆手順によって作り出され、従って、非常に安いコストで形成される。
【００２５】
一般に、絶縁層は、１から１０μｍの間の平均粒径で、１０から５０μｍの間の層厚を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明は、図面といくつかのの実施例を引用しながら、さらに詳しく説明する。
【００２７】
【実施例】
図１は、画面２と、カラー受像管の主要構成部品としてチューブネック５に配置されているビーム系７とを有するバルブ１から成っている。画面２の内側３は、よく知られているように、電子ビームの衝突によって映像を生成するパターン化された発光層を有している。バルブ１の円錐部分４は、画面２とチューブネック５との間のファンネル（漏斗）状の結合部を形成する。チューブネック５の終端は、ソケット６である。ビーム系７は、電子ビームを生成して、制御するために、多段カソードと追加された電極を含んでいる。
【００２８】
図示されていないマスクフレームによって、シャドーマスク８は画面２の内側３に配置されている。
【００２９】
高電圧（動作電圧：２５−３０ＫＶ）は、陽極接点９を経由して供給される。
【００３０】
図２は、シャドーマスク８の一部を示す平面図であり、それは孔あきシャドーマスク２２として図示されている。孔あきシャドーマスク２２の厚さは、一般に、狭い公差で、０．１３０から０．２８０ｍｍの範囲である。所望のアパーチャパターンが、化学的な手段でエッチングされる。
【００３１】
受像管機能に必要なシャドーマスク８は、深絞りによって形成される。
【００３２】
動作中に電子ビームの衝突を受けるカラー受像管を評価するために、電子ビームの衝突動作が検査される。この目的のために、４個所の測定点２４、２５、２６、及び２７によって代表される、孔あきシャドーマスク２２の最大バイアス領域が使用される。電子ビームの衝突を受けているシャドーマスクの加熱によって発生するビーム衝撃の変動は、受像管品質の物差しであり、また、結局、受像管におけるドーミングを避けるための幾つかの対策の成功に関する物差しである。
【００３３】
（実施例１）
鉄を主成分として、鉄黒Ｆｅ３Ｏ４の層を備えているシャドーマスクは、微孔性鉛ゼオライト４Ａ、Ｐｂ6 〔（ＡｌＯ2 ）12（ＳｉＯ2 ）12〕と水ガラスの層によって、カソード側に被覆される。２０から５０μｍの厚さであるその膜は、ｎ−オクタノールで間挿された平均粒径２μｍの鉛ゼオライト４Ａ１００：５．８Ｍ；Ｎａ／Ｓｉ＝０．６１：１．０である珪酸ナトリウム溶液５０：水２００：陽イオン界面活性剤０．１という比率の水性分散液を噴霧することによって作成される。
【００３４】
鉛ゼオライト４Ａは、構造的に関連のあるナトリウムゼオライト４Ａからのイオン交換によって調製された。鉛ゼオライトへのｎ−オクタノールの間挿は、気相によるその鉛ゼオライトの脱水後に実施された。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同様であるが、微孔性材料として、ナトリウムゼオライト４Ａからイオン交換によって調製されたランタンゼオライト４ＡＬａ4 〔（ＡｌＯ2 ）12（ＳｉＯ2 ）12〕を使用している。
【００３６】
（実施例３）
実施例１と同様であるが、微孔性材料として、ナトリウムゼオライト４Ａからイオン交換によって調製されたナトリウムバリウムゼオライト４ＡＮａ6 Ｂａ6 〔（ＡｌＯ2 ）12（ＳｉＯ2 ）12〕を使用している。
【００３７】
（実施例４）
実施例１と同様であるが、微孔性材料として、ゼオライト結晶の孔に硫化鉛の堆積物を保有するナトリウム鉛ゼオライト４Ａを使用している。その硫化鉛は、硫化水素との鉛ゼオライト４Ａの反応と、その後のナトリウム水ガラスを使用する中和によって堆積される。
【００３８】
（実施例５）
実施例１と同様であるが、水性分散液に比率５の硫化ナトリウム九水和物Ｎａ2 Ｓ・９Ｈ2 Ｏを追加する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、絶縁層の断熱効果によって、孔あきシャドーマスクへの大部分の熱伝導を防ぎ、同時に、追加の被膜を被せずに、ドーミング効果を減少させる絶縁層を有するシャドーマスク及びその製造方法を提供することができる。
【００４０】
そして、鉄製のシャドーマスクのドーミング行動の顕著な改善により、多くの場合に、シャドーマスク用に高価なインバーを使用しないで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー受像管の断面図である。
【図２】シャドーマスクの平面図である。
【符号の説明】
１  バルブ
２  画面
３  内側
４  円錐部
５  チューブネック
６  ソケット
７  ビーム系
８  シャドーマスク
９  陽極接点
２２  孔あきシャドーマスク
２４  測定点
２５  測定点
２６  測定点
２７  測定点
【図１】
0004004612.tif 000002
【図２】
0004004612.tif 000003