JPH03216935A - 陰極線管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は陰極線管に関し、特に管体の内装材である導電
性被膜の改良に関する． 〔発明の概要］ 本発明は、陰極線管管体の内装材として使用される導電
性被膜の構成材料として比表面積の大きい活性炭を使用
することにより、ゲッター効果を向上させ、カソードの
長寿命化を図るものである．〔従来の技術〕 一般に陰極線管の管体は、内面に蛍光面が形成されてな
るパネルと、該パネルに結合され内面に導電性被膜を有
するファンネル本体と、該ファンネル本体に結合され、
電子銃を収納するネックから構成されている。本明細書
中では、上記ファンネル本体とネックを総称してファン
ネルと称することにする． これらパネルとファンネルとは、それぞれ所定の製造工
程もしくは組み立て工程を経てからフリットと呼ばれる
半田ガラスを介して融着（フリット・シール）される．
このようにして構成された陰極線管管体内に電子銃等が
組み込まれ、排気，ゲッターフランシュ，ノンキング等
の各種工程を経て陰極線管が製造される． ところで、陰極線管の動作中には管体内に各種のガスが
放出されるが、これが管体内の真空度を低下させ、陰極
線管の寿命を短縮させる原囚となる．これらのガスは、
たとえば電子銃を構成するヒーターの熱により該ヒータ
ーの近傍から放出さ？たり、あるいは電子銃から放出さ
れる電子ビームが管体内部部材である電極，色選別機構
．導電性被膜等に衝突することにより放出される．放出
されたガスは、加速された電子ビームによってイオン化
して電子銃の陰極面に衝突したり、あるいは陰極線管の
動作を停止させた際に冷却に伴って陰掻面上に吸着され
たりする．陰極面上においてこのような衝突や吸着が起
こると、電子放出物質層が被毒され、エミッション特性
（ｔ子放出能）が劣化する。たとえば、管体内にＣＯや
ＣＯ■゛が放出された場合、これらは電子銃の電子放出
物質層であるＢａ−ＢａＯ系と反応して、ｉ離Ｂａの消
費，ＢａＯのＢａＣＯ，への変化，着炭（遊離炭素の吸
着）等をひき起こし、電子放出を阻害する．そこで、一
般に陰極線管管体の内部には、不要なガスを吸着して管
体内の高真空状態を維持するために、ゲンターとしてＢ
ａ，Ｃａ，Ｍｇ等の金属がバルク状もしくは”ａｍ状に
て配設されている． 一方、管体の内壁部、特にファンネルの内壁部には、内
部電位を安定化させる目的で導電性被膜が塗布形成され
ている。上記導電性被膜は、通常は黒鉛を水ガラスに懸
濁させ、必要に応して界面活性剤等を添加してなる内装
塗料を塗布し、乾燥させることにより形成されている。

このようにして形成された導電性被膜は黒色を呈してい
るため、放熱効果、および蛍光面からファンネル側に向
かって放射された光を吸収すると共に外部光を遮断して
高コントラスト比を維持する効果を有する。

さらに、不要なガスの吸着により上記ゲンターの機能を
補う効果も有する。

このように、陰極線管においては不要なガスを吸着して
管体内の高真空状態を維持することが長寿命化を図る上
で重要であり、そのための技術がいくつか提案されてい
る。Ｓ　ｉ　Ｏ　ｚ−コリン水溶液等の有機アンモニウ
ム珪酸塩水溶液を管体内部に塗布する方法もその一例で
ある。また、陰極線管とは目的が若干異なるが、特開昭
５７−１３６７４７号公報には、蛍光表示管の内壁部に
黒鉛またはカーボンを主成分とする吸着層を設けて管体
内のガスを吸着させることにより、蛍光体の輝度の向上
および劣化防止を図る技術が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来擾案されている技術によっては、満
足のゆく効果が得られていないのが実情である。たとえ
ば、有機アンモニウム珪酸塩水溶液を塗布する方法では
、実用上十分なゲンター効果が得られない。また上記特
開昭５７−１３６７４７号公報に開示される技術におい
ては、平均粒径０．１〜１０ＱＩＩｍの黒鉛またはカー
ボンの微粒子を水ガラスに分散させた塗料を蛍光表示管
の内壁部に塗布した後、５００℃付近で焼成して多孔質
の吸着層を形成しているが、実際にはガス吸着能はそれ
ほど向上していないので、陰極線管の内装材として適用
しても顕著な効果は期待できない． そこで本発明は、管体内部における高真空状態を良好に
維持し、長寿命を有する陰極線管を促供することを目的
とする． 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、上述の目的を達成するために検討を行っ
た結果、導電性被膜の構成材料として従来の黒鉛に替え
て比表面積の大きい活性炭を使用すれば、著しいゲンタ
ー効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至
ったものである。

すなわち、本発明にかかる陰極線管は、比表面積が１０
０〜３０００ｍ”　／ｇである活性炭を含む導電性被膜
が蛍光面を除く管体内部部材の表面に形成されてなるこ
とを特徴とするものである。

？作用） 通常、市販品として入手できる活性炭の比表面積は大き
いもので１０００ｍ”　／　ｇ以上あり、黒鉛の比表面
積（おおよそ１００ｍ”／ｇ未満）に比べて極めて大き
い．これら両者を十分に脱気した後、常温の大気中に１
日放置して水蒸気，ＣＯ■，　ＣＯ等の吸着による重量
変化を調べると、活性炭では約３０％の増加、黒鉛では
４〜５％の増加がみられ、比表面積の差がガス吸着能に
も大きく反映していることがわかる。したがって、陰極
線管の管体内部部材の表面にかかる活性炭を使用して導
電性被膜を形成すれば、効果的なガス吸着能が発揮され
る。特に、活性炭がＣＯ２やＣＯのように電子銃陰極の
電子放出物質層を被毒し易いガスに対して高い吸着能を
示すことは、陰極線管の長寿命化を図る上で極めて有利
である。

大量にガスを吸着した活性炭は、加熱すればガスを放出
し、再び活性化することができる。陰極線管の管体の製
造工程においては、この活性化はフリノト・シール工程
における加熱時、および排気工程における加熱時に同時
に行われる。したがって、本発明により既存の製造工程
が何ら変更されることはない。

〔実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について実験結果にもとづ
いて説明する。

まず予備実験として、市版の黒鉛と比表面積１０００ｍ
”／ｇの活性炭について、フリノト・シール工程と同し
条件で熱処理を行った後、排気工程と同し温度パターン
にしたがった熱処理を行った場合のガスの吸脱着挙動を
質量分析により調べた。

すなわち、所定量の黒鉛と活性炭の各々について、フリ
ット・シール工程と同様に４４０゜Ｃ，　　１時間の熱
処理を行った後、密閉容器内に収納して排気工程と同様
に４０゛Ｃから一定の昇温速度（６．０゜Ｃ／分）にて
４００゜Ｃまで加熱し、この温度に１５分間保持した後
、再び一定の降温速度（５．６゜Ｃ／分）にて６０゜Ｃ
まで冷却した．このときの密閉容器内におけるガスの組
成を経時的にモニターした結果を第１図および第２図に
示す。第１図は活性炭の結果、第２図は黒鉛の結果を表
す。各図中、縦軸は温度（゜Ｃ）およびガス分圧（％）
、横軸は時間（分）をそれぞれ表し、点線にて温度パタ
ーン、実線にてＨ２０，ＣＯ２，Ｃｏ，Ｈ２の各ガス分
圧の変動パターンを示す。これらの図を比較すると、活
性炭と黒鉛の吸脱着挙動には顕著な差がみられる．すな
わち、活性炭を使用した場合には、昇温に伴って系内の
ＣＯ２およびＣＯの分圧が増大し？おり、ｒ４温と共に
再び滅少することから、これらのガスの可逆的な吸脱着
が生していることが明らかである。一方、黒鉛における
これらの吸脱着挙動は温度パターンとは対応しておらず
、これらのガスに対する吸着能は小さいことがわかる。

水茎気は、活性炭，黒鉛のいずれにおいてもＣＯ■およ
びＣＯＯ増ｉＡｆＩｎ向とはほぼ逆のパターンの増減傾
向を示した。

ところで、水仄気は常温大気中において活性炭や男鉛に
より最も多く吸着されるガスであると考えられるので、
次に／！！湿度一定の条件下でこれらの重量変化を調べ
た。すなわち、十分に脱気したＬ記の活性炭、および５
００゜Ｃにて焼成して多孔質化させた黒鉛をそれぞれ温
度２５゜Ｃ，相対湿度１００％の環境下に放置し、経時
的に重量変化を測定した。結果を第３図に示す。図中、
縦軸は重量変化（％）、横軸は放置時間（時間）を表し
、黒丸（●）のプロノトは活性炭、白丸（○）のプロノ
トは黒鉛をそれぞれ表す．活性炭は最終的に重量が３０
％近く増加したのに対し、黒鉛は３〜４％で准移した。

従来技術では、黒鉛を含む導電性被膜を形成した後に５
００゜Ｃ付近で焼成を行って多孔質の吸着層を形成した
例も報告されているが、本発明者らの実験によればかか
る熱処理によってもガス吸着能はほとんど向上しないこ
とがわかった。

次に、上記活性炭を使用して実際に導電性被膜を形成し
た陰極線管を作成し、そのエミッションライフを黒鉛を
使用した従来の陰極線管のエミノションライフと比較し
た。まず、上記活性炭を純水に対して２０〜３１１％の
割合で添加して分散させ、続いてこの分散系に全体の３
０〜４０重量％となるように水ガラスを添加し、界面活
性剤を少量添加してポールミルで２４時間の分敗処理を
行い、内装塗料を調製した．上記内装塗料をファンネル
の内壁部に塗布し、８０゜Ｃで乾燥させて水分を蒸発除
去して厚さ１〜２００μｍの導電性被膜を形成した後、
通常のフリント・シール工程，電子銃の組み込み工程、
排気工程等を経て陰極線管を作成した。

この陰極線管について所定の動作電流密度でエミンショ
ンライフ試験を行った結果を第４図に示す．？中、縦軸
は試験開始前の初期エミソションを１００％とした場合
の所定時間経過後の残存エミソション率（％）、横軸は
経過時間（任意目盛）をそれぞれ表し、実線は活性炭を
使用した本発明の陰極線管、点線は比較として黒鉛を使
用した従来の陰極線管の結果をそれぞれ示す。この図よ
り、本発明の陰極線管は従来の陰極線管の２倍以上もの
エミノションライフを有していることが明らかとなった
。

そこで、この長寿命化の根拠をさぐるために、活性炭を
使用した陰極線管の管体内にＡｒ，Ｈｚ，ＣＯ，ＣＯ■
をそれぞれ導入してガス分圧とエミノシ式ン特性の劣化
状況を調べた。結果を第５図に示す。図中、縦軸は試験
開始前の初期カソード電流を１００％とした場合の残存
カソード電流（％）、横軸はガス分圧（Ｔｏｒｒ）を示
す。ＡｒおよびＨ２を導入した場合には、ほとんどエミ
ッション特性が劣化しなかった．これに対し、ＣＯおよ
びＣＯ．を導入した場合にはｌＯ−７〜１０−”Ｔｏｒ
ｒ付近から劣化がみられ、ガス導入を中止して真空度を
元のレ？ルに上げても、エミソション特性は直ちには回
復しなかった。これは、ＣＯおよびＣＯ■が電子銃陰極
の電子放出物質層を被毒して電子放出能を直接に阻害し
たためである．したがって、管体内におけるこれらのガ
スの濃度が低いほど、エミノシコン特性を向上させ、陰
極線管の寿命を延長させることができるわけである。

なお、上述の実施例では活性炭を含む導電性被膜をファ
ンネルの内壁部に形成したが、管体内の不要なガスを吸
着する目的に照らせば、上記４２ｉ性被膜は陰極線管の
動作特性に影響を与えない範囲であらゆる管体内部部材
の表面に形成されていて良い。たとえば磁気シールド板
の表面に形成することも可能である。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の陰極線管に
おいては、導電性被膜を構成する活性炭が特に管体内の
不要なガス、特にＣＯおよびＣＯ２を効果的に吸着除去
するために、電子銃陰極の劣化が防止され、長寿命化が
達成される。

本発明の陰極線管は、内装塗料の組成さえ変更すれば、
既存の製造工程を何ら変更することなく製造できるので
、生産性．経済性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は予備実験として所定の温度パターン下における
各種ガスの活性炭による吸脱着挙動を示す特性図であり
、第２図は同じく黒鉛による吸脱着挙動を示す特性図で
ある。第３図は大気中に放置された活性炭および黒鉛の
重量増加を示す特性図である．第４図は活性炭および黒
鉛を使用して導電性被膜を形成した各陰極線管のエミソ
ションライフを示す特性図である。第５図は活性炭を使
用した本発明の陰極線管の管体内に各種のガスを導入し
た場合のエミッション特性の劣化を示す特性図である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　比表面積が１００〜３０００ｍ＾２／ｇである活性炭
   を含む導電性被膜が蛍光面を除く管体内部部材の表面に
   形成されてなることを特徴とする陰極線管。