JPH0215532A - カラーブラウン管の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シャドウマスクを有するカラーブラウン管の
製造法に関し、さらに詳しくは、シャドウマスクのドー
ミング量を低減するためシャドウマスクの電子ビーム照
射面側に熱変形を抑制する物質を被膜形成するカラーブ
ラウン管の製造法に関する。

〔従来の技術〕

通常のシャドウマスク式カラー陰極線管の構成を、第１
図を用いて説明する。第１図において、１は内部を高真
空に保つための外囲器、２は３本の電子ビームを放出す
るための電子銃、３は色選択電極を構成するシャドウマ
スクであり、たとえば多数の′スリットを有する薄い鉄
板からなる。４は外囲器１の一部を構成する透光性のガ
ラスパネル、５は蛍光面で赤、緑、青に発光する蛍光体
“のストライプがガラスパネル４の内面に順次塗布され
ており、これらストライプ群が各々前記シャドウマスク
３のスリット群の各々に電子光学的に正確に対応するよ
うな位置関係に設けられている。

次に、前記カラー陰極線管の動作について説明する。電
子銃２から放出された３本の電子ビームは偏向装置６に
より蛍光面５の全面を走査するように偏向されてシャド
ウマスク３に到達する。このシャドウマスク３は３本の
電子ビームが各々に対応する色の蛍光体ストライプだけ
を叩くようにさせる色選択機能を有する。そして上記の
ごとく、これらの位置関係は本来正確な対応ができるよ
うに設定されている。

しかしながら、前記陰極線管を動作させる場合、電子銃
２から放出された電子ビームのうち約８０％がシャドウ
マスク３に衝突してさえぎられ、シャドウマスク３に全
く無意味な熱エネルギーを与え、シャドウマスク３を昇
温させる。その結果、シャドウマスク３は熱膨張により
変形し、正確に対応していたシャドウマスク３と蛍光体
ストライプの位置関係がずれて色ずれの大きな要因とな
る。

これらの問題点を解決する方法として、第１図に示した
ように、特開昭５５−７６５５３号公報では、シャドウ
マスク３の電子ビーム照射面にシャドウマスク３を構成
する物質よりも電子ビームの反射率の大きな物質からな
る被膜７を設けることが、また特公昭６０−１４４５９
号公報では、７０をこえた原子番号を有する重金属の材
料を含む溶液を吹付塗布して前記電子ビームの反射膜７
を設けることが提案されており、前記重金属材料として
鉛、タングステン、およびビスマスが選ばれ、またこれ
らの炭化物、硫化物、および酸化物についてもその有用
性が述べられている。、なお、第１図において、シャド
ウマスク３．蛍光面５．および反射膜７は誇張して描か
れている。

特公昭６０−１４４５９号公報に開示された反射膜が設
けられたシャドウマスクを用いたカラー陰極線管を製造
する場合、いずれの重金属材料を用いる場合も、その微
粒子の平均粒径を１ｎ以下にするのが好適とされており
、たとえば被膜材料として酸化ビスマスを選んだ場合、
通常数−〜数十−程度の大粒径の粒子を粉砕して用いる
。叫砕方法として通常、ボールミル法を用いており、ボ
ールミル時に酸化ビスマスと水ガラスおよび適量の水を
同時に加え、５〜７日間程度のボールミルを行ない、再
度適量の水ガラスおよび水を加えてシャドウマスク上に
塗布し、乾燥したのち、通常のカラー陰極線管の製造工
程を経て得られている。前記水ガラスとしてはカリウム
系水ガラスが用いられている。

すなわち、Ｂｉ＊Ｏ，ｌにカリウム系水ガラスおよび適
量の水を加え、ボールミルを行なって、Ｂｉ２Ｏ，の平
均粒径をｉｎ以下に粉砕したのち、シャドウマスク上に
吹付塗布し、自然乾燥後、４００℃程度で３０分間、空
気中で焼成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のカラーブラウン管の製造法では、吹付塗布後の塗
膜は、自然乾燥時に気温、湿度などの変化によって乾燥
むらを生じやすく、とくに湿度が高い雨天の日には晴天
の日と違って塗膜がべとつきやすく、その後焼成を行な
ってもアウトガスの多い塗膜ができやすいという問題点
がある。この原因は、本発明者らが鋭意探究を重ねた結
果、カリウム系水ガラスがＣＯ□ガスを吸収し、Ｋ、　
ＣＯｌを生じるためであることがわかった。Ｋ、　ＣＯ
５は強吸湿性であり、相対湿度４４％以下でなければ乾
燥状態を保つことができない化合物である（ダブりニー
・ニー・ウィング（Ｗ、＾、Ｗｉｎｋ）の「インダスト
リアル　アンド　エンジニアリングケミストリー（Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　
Ｃｈｅ−ｓ＋１ｓｔｒｙ）　＋　１８巻、２５１頁、　
１９４６年」参照）。

またＢ　ｉ　ｔ　ＯｓとＫｚＣＯ’ｓとが共存すると、
電子ビームの照射により次式の反応が引き起こされ、第
２図に示されるように９１４Ｋ　（６４１℃）で吸熱反
応が起こりはじめアウトガス（Ｃｏ□）を生じることを
見出した。

Ｂｉ、０３＋ＫＩＣＯ，→Ｂｉｔ’ｓ・Ｋ、０（共晶液
体）＋ＣＯ！↑なお、Ｂｉ、Ｏ，・Ｋｚ　Ｏ共晶自体は
、ＣＯ。

ガスが放出されたあとも、何回でも可逆的に融解を生じ
る。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、製造工程上、管理が容易で、アウトガスの少な
い塗膜をシャドウマスク上に再現性よく作り、得られた
シャドウマスクを用いた陰極線管を提供するカラーブラ
ウン管の製造法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るカラーブラウン管の製造法は、重金属酸化
物または重金属の粉末、ある、いは両者の混合粉末に、
配合比が３；１から３０：１のナトリウム系水ガラスと
カリウム系水ガラスの混合物を混合し、その混合液をシ
ャドウマスク面上に塗布。

焼付けするようにしたものである。

〔作用〕

本発明における３：１から３０：１配合比のナトリウム
系水ガラスとカリウム系水ガラスは、赤外分光分析およ
び差動走査熱量分析で、従来のカリウム系水ガラスや他
の配合比を有する水ガラスとのなかで、最小の炭酸塩生
成量（例：　Ｋｔ　Ｃｏｗ　）および季節によるその変
動量が少ないことを示す。

このナトリウム系水ガラスとカリウム系水ガラスの混合
物と重金属酸化物または重金属の粉末あるいは両者の混
合粉末との混合液をシャドウマスク上に塗布、焼付けし
たカラーブラウン管のエミッションライフ特性は、熱的
および電子線照射による全炭酸塩分解ガス＜ｃｏｔ　、
ｃｏ、ｏ□ガスなど）が低減されるので、これらの分解
ガスの汚染作用によるカソードのエミッション特性の劣
化が軽減され、改善される。さらに、季節による全炭酸
塩の生成変動量が小さいことから、塗布後の塗膜の乾燥
状態は常に再現性が良くなり、晴天、雨天、および梅雨
時に乾燥状態が左右されることがなくなり、安定したエ
ミッションライフ特性を有するカラーブラウン管を得る
ことができる。

〔実施例〕

表１に、ナトリウム系水ガラスとカリウム系水ガラスの
混合比を変えた各種混合水ガラスを用いた時の全炭酸塩
量の変動を示した。

表１　混合水ガラスの混合比と全炭酸塩量すなわち、Ｂ
　ｉｇ　Ｏｓ　３０ｇ＋水ガラス７．５ｇ。

水１９ｇの標準組成のスプレィ液をアルゴンガス中で乾
燥した試料中の全炭酸塩量、またその試料を空気中４５
０℃、３０分焼成した後の全炭酸塩量を示し、その両者
の比（焼成後／乾燥後）を減率として示した。減率が１
以下であるのは、乾燥試料中に含まれる炭酸塩の中には
、たとえば焼成時に分解するＢ　ｉ　ｚ　Ｏ！　ＣＯｘ
　　（Ｂ　ＯＣ）がいくらか含まれるためである。また
、アルゴンガス中にはＣＯ，ガスが含まれていないこと
からいえば、乾燥試料中の全炭酸塩はスプレィ液中に乾
燥以前から含まれていた全炭酸塩量に等しい。なお、こ
の全炭酸塩量は、第３図に示した試料の赤外吸収スペク
トルにベースライン法を適用し、水ガラスの吸光度（〜
１０５１０５Ｏ’）を１として、１’１ＯＯｃｎ−’附
近のＣ−０非対称伸縮吸収帯の相対吸光度を求めたもの
である。

表１から、乾燥後の全炭酸塩量は、混合水ガラスでは少
なく、１００％カリウム系水ガラスあるいはナトリウム
系水ガラスでは大きい。とくに、ナトリウム：カリウム
混合比が３：１から９：１のものが小さい値を示す０次
に焼成後の値をみると、１００％カリウム系水ガラスか
らナトリウム：カリウム混合比１：１までの混合水ガラ
ス、および１００％ナトリウム系水ガラスでは高いが、
混合比３：ｌから３０：１の混合水ガラスは１／２から
１７５の小さな値を示す、とくにその中でも９：１のも
のが最も小さな値をもつ、すぐれたライフ特性のＣＲＴ
を製造するには、全炭酸塩量を可能なかぎり低減する必
要があり、この目的のためにはナトリウム；カリウム混
合比３：１から３０＝１の混合水ガラスが好適であるこ
とは表１から明白である。

とりわけ混合比９：１のものが最もすぐれた性能をもつ
。なお、焼成にともなう炭酸塩の減率はカリウム系水ガ
ラス側で大きく、ナトリウム系水ガラス側で小さくなる
。

また、第２図に示すＢｉｇ　ｏｘ　　（３ｇ）、カリウ
ム系水ガラス（０，７５ｇ）　、およびＫｇ　ＣＯｓ　
　（３０■）からなる試料の差動走査熱量計（Ｄ　Ｓ　
Ｃ）を用いて測定した繰り返し融解反応を、同組成比の
Ｂ　ｌ！　Ｏｓ　　（３ｇ）　、ナトリウム系水ガラス
（０，７５ｇ）　、およびＮ　ａ　ｔ　ＣＯｓ　　（３
０ｍ１１）からなる試料は全く示さない。なお、９０６
　ＫはＢｉｔｏ、１とカリウム系水ガラスとに＊ＣＯｓ
からなる試料の共融温度である。

また、生じたＮａｔＣｏ、は９５％ＲＨまで乾燥状態を
保つことができる（シー・エル・クシツク（Ｃ，Ｌ、Ｋ
ｕｓｉｋ）、エイチ・ピー・メイスナー（Ｈ，Ｐ、Ｍｅ
ｉｓｎｅｒ）の「インダストリアル　アンド　エンジニ
アリング　ケミストリー、プロセス　デザインアンド　
ディベラプメント（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｅ
ｎｇｉｎｅａｒｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、　Ｐｒｏ
ｃｅｓｓ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌ−ｏｐｍ
ｅｎｔ）　＋　１２巻、１２２頁、　１９７３年」参照
）、シたがって、Ｋ、Ｃｏ、を生じるカリウム系水ガラ
スを用いる場合に比ベナトリウム系混合水ガラスを用い
ると吹付塗布後の塗膜の乾燥状態は常に再現性がよくな
り、晴天、雨天に乾燥状態が左右されることはない。

以下に、本発明によるカラーブラウン管の製造方法の一
実施例について説明する。

前記重金属酸化物の粉末１部（重量部、以下同様）と純
水を好ましくは０．６〜０．８部程度混合し、ボールミ
ル法などにより３日間程度混合する。この混合物に配合
比９：ｌのナトリウム系水ガラスとカリウム系水ガラス
のバインダー混合物０．２〜０．４部を加え１日間程度
ローリングする。

得られた混合物を、エアスプレィ方式などの従来より用
いられている吹付法によりシャドウマスク３の電子ビー
ム照射面側に塗布する。なお、電子ビーム反射被膜７の
厚さは電子ビームが透過しないような厚さが望ましく、
通常は熱処理後の厚さで２〜５　ｐｍ程度である。

なお、本実施例に用いるシャドウマスク３は従来よりカ
ラーブラウン管に用いられているものでよい。

また、用いる混合水ガラスの混合比はナトリウム：カリ
ウム比が３：１から３０＝１の間の任意の混合比のもの
を用いても、はぼ同等性能の電子ビーム反射被膜を得る
ことができる。

重金属酸化物粉末と配合比９：１のナトリウム系水ガラ
ス、カリウム系水ガラスの混合物とからなる電子ビーム
反射被膜７について、さらに具体的に説明する。

まず、ボールミル法により平均粒径ＩＱ程度に粉砕した
Ｂ　ｉ　ｔ　Ｏｓ　３０００ｇと純水１９００ｇをホー
ルミル法により３日間混合し、この混合物に配合比が９
：１であるナトリウム系水ガラスとカリウム系水ガラス
混合物７５０ｇを加え１日間程度ローリングした。得ら
れた混合物からなる塗液を、黒化処理を施しているシャ
ドウマスク３の電子ビーム照射面側にエアスプレィ方式
で塗着させて電子ビーム反射被膜７を形成したのち、通
常のカラーブラウン管の製造工程に投入し、９０″偏向
２５インチ形カラーブラウン管を製造した。

次に、得られたカラーブラウン管のカソードのエミッシ
ョンライフ特性を検討した結果について述べる。電子ビ
ーム電流０．９ｍＡ、電子ビーム加速電圧２５ｋＶ、　
ヒータ電圧６．３ｖでカソードのエミッションライフ特
性を測定した場合、上記製造方法によって得られたシャ
ドウマスク３を用いたカラーブラウン管では、最大エミ
ッション電流のライフ特性が同形の従来品のそれに比べ
約２０％増の良好な結果が得られた。

すなわち、バインダーとして配合比が３：ｌから３０：
ｌであるナトリウム系水ガラスとカリウム系水ガラス混
合物を用いた電子ビーム反射液ＩＩ！７は、 ■その膜の乾燥状態が常に一定であり、乾燥時の天候に
左右されなくなり、バインダー成分により生じる全炭酸
塩（例：　Ｋｔ　ＣＯ３）の変動量が軽減され、 ■バインダー成分のＣＯ８吸収により生じる全炭酸塩（
例：　Ｋｆｆｉ　ＣＯ３）量、が少なくなるから、前記
の良好なライフ特性が得られたと考えられる。

なお、上記実施例では反射被膜７を構成する物質として
重金属酸化物粉末を用いているが、これは大きな電子ビ
ーム反射率を有する物質であってシャドウマスク３を構
成する物質より高密度または原子番号の大きな元素を含
有するものであれば、重金属粉末、または重金属酸化物
と重金属の混合粉末であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るカラーブラウン管の製造法
によれば、シャドウマスク上に被膜を形成する際のバイ
ンダーとして配合比３：１ないし３０：１のナトリウム
系水ガラスとカリウム系水ガラスの混合物を用いている
ので、シャドウマスク上の塗膜の乾燥状態が常に一定で
あり、乾燥時の天候に左右されず、水ガラスのＣＯ２吸
収により生じる全炭酸塩（例：　Ｋｔ　ＣＯ３）量が非
常に少なくなり、従来のカラーブラウン管に比べて安定
した、かつ約２０％の長寿命を有するカラーブラウン管
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はシャドウマスク式カラーブラウン管の構成を示
す部分断面概略図、第２図はＤＳＣ（差動走査熱量計）
を用いて測定したＢｉ２Ｏ２とに２ＣＯ，との吸熱反応
のグラフを示す図、第３図はＢ１ｆｆ１０３と水ガラス
の混合物試料の赤外吸収スペクトルを示す図である。 ３はシャドウマスク、７は電子ビーム反射被膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重金属酸化物の粉末または重金属の粉末、あるい
   は両者の混合粉末に、バインダーとしてその配合比が３
   ：１ないし３０：１であるナトリウム系水ガラスとカリ
   ウム系水ガラスの混合物を混合し、シャドウマスク面上
   に塗布、焼付けすることにより、該シャドウマスク面上
   に電子ビームの反射膜を形成することを特徴とするカラ
   ーブラウン管の製造法。