JPH04101323A - 陰極線管の製造法 - 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陰極線管に関する。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
るためにシャドウマスクの電子ビーム照射面側に熱変形
を抑制する物質を蒸着法で被膜形成するカラーブラウン
管の製造法に関するものである。

［従来の技術］ 第１図に通常のシャドウマスク式カラー陰極線管（ただ
しシャドウマスク細部については除く）の構成を示す。

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、例えば多数のスリットあるいはドツトを有する薄い
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ブあるいはドツトかガラスパ
ネル（４）の内面に順次塗布されており、これらストラ
イブ群あるいはドツト群が各々に電子工学的に正確に対
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ヨーク
（８）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
蛍光体ストライブあるいはドツト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出来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あるいはドツ
ト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、特開昭６３−１
９８２３７号ではシャドウマスクで発生する熱を電子タ
ーラ式に吸収除去すへく、シャドウマスクを二層に分け
て各層を異種金属で製作しこれらを接合し、二種の金属
間に熱吸収方向の電流を通すようにしている。

特開昭６２−２７４５２５号ではシャドウマスクで発生
する熱を小さくすへく重金属の膜を設けて電子の運動エ
ネルギーが熱エネルギーに変換される効率を低くしてい
る。

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
する物質よりも大きな電子ビーム反射率を有する物質か
らなる被膜を設けることが提案されている。前記被膜の
１例として、酸化ビスマス被膜（７ｄ）を蒸着法でシャ
ドウマスク（３）の電子ビーム照射面に形成している。

なお前記酸化ビスマス蒸着膜（７ｄ）の密着力を強くす
るためにアルミニウム、クロム、あるいはニッケル蒸着
膜（７Ｃ）が用いられている。即ち、前記アルミニウム
、クロムあるいはニッケルが蒸着されているシャドウマ
スク（３）の蒸着面上に酸化ビスマスを蒸着している。

［発明が解決しようとする課題１ 酸化ビスマス（７ｄ）は蒸着時にその化学的活性のため
に蒸着用ボート（例えば、タングステンモリブデンやア
ルミナ被覆されたタングステン等）と化学反応し、所定
成分の蒸着膜が形成されなかったり、蒸着用ボートの使
用回数が１回であるというように非常に短いという問題
点がある。

さらに、例えばドツト径１３０μｍ、トッドピッチ２８
０ＡＬｍの高精細な穴を有する高解像度用シャドウマス
ク（３）に酸化ビスマス（７ｄ）を蒸着する場合、酸化
ビスマスの融点が約８００℃と高いことや蒸着源か粉末
であることからガスを吸蔵しているために、酸化ビスマ
スの蒸着時に突沸か生して、前記穴を塞ぐ目詰まり不良
を起こして高解像度用陰極線管の製造を妨げるという問
題点かある。酸化ビスマスの蒸着圧が低いために（１ｏ
　ｏ　ｏ　０ｃて１　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ）　、酸化
ビスマスの蒸着速度は遅くなるから、蒸着時間が長くな
り、生産用インデックスが長くなる問題点がある。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
ものである。目詰まり不良、蒸着用ボートの短寿命かつ
生産用インデックスのダウンを防止し、高解像度用陰極
線管の製造を容易にすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記のような問題点を解消するためにシャドウ
マスク（３）の面上に酸化タングステンを蒸着した被膜
（７ｂ）上に前記ビスマスを蒸着した被膜（７ａ）を形
成することで電子ビーム反射被膜を設ける。蒸着法とし
ては抵抗加熱方式、スパッタ一方式、電子ビーム方式お
よびイオン・クラスタービーム（ＪＣＢ　）方式等かあ
る。

［作用］ シャドウマスク面上に酸化タングステンを１０００〜１
００００オングストロームになるまで蒸着した被膜（７
ｂ）上にビスマス（７ａ）を５０００〜３００００オン
グストロームになるまで蒸着して電子ビーム反射被膜を
形成しているために被膜（７ａ）とシャドウマスク（３
）との密着力を強く維持てきた上に、ビスマスは蒸着用
ホード（例えば、タングステン、モリブデンやアルミナ
被覆されたタングステン等）を化学的に侵食しないから
前記ホードの長寿命化が出来、かつその融点が約２７０
℃と低いことや蒸着源がインゴットでガス吸蔵されない
ために蒸着時の突沸か生じにくいから、非常に小さい穴
を有する高解像度用シャドウマスク（３）、例えばドツ
ト径１３０μｍ、ドツトピッチ２８０μｍの高精細にお
いてもビスマスの蒸着では前記穴を塞ぐ目詰まり不良を
防止することができ、高解像度用陰極線管の製造を容易
にすることができる。さらに、蒸気圧も高く蒸着速度も
高いから、生産用インデックスを約５分短くすることが
できる。なお、蒸気圧が７５ｘ１０−５になる温度は、
酸化ビスマスで１６７３Ｋ、ビスマスで７９３にであり
、ビスマスは酸化ビスマスに比へかなり高いことがわか
る。

なお、酸化タングステンの被膜がシャドウマスク面との
密着力を強く維持することが出来るのはシャドウマスク
面のＦｅ３１１Ｌ膜と前記の被膜が化学反応を起こして
、その界面で中間層が形成されるためである。

酸化タングステンとビスマスが陰極線管製造の熱処理工
程で相互拡散してタングステン・ビスマスの酸化物、例
えば密度約９．４を有するＢｉＪＯ６を形成されるから
、この酸化物被膜は従来の酸化ビスマス被膜（密度約８
．９）よりも大きな電子ビーム反射率を持ち、色ズレ防
止効果の増大を図ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。第１
図は本発明によって得られる陰極線管の一実施例を示し
、第２図は第１図の主要部であるシャドウマスク（３）
、電子ビーム反射被膜（７ａ）、（７ｂ）の拡大図であ
る。

第１図および第２図において（１）は外囲器、（２）は
電子銃、（６）は内部磁気シールド板、（８）は偏向ヨ
ーク、被膜（７ａ）、（７ｂ）は蒸着法で形成された電
子ビーム反射被膜でそれぞれビスマス、酸化タングステ
ンである。

第３図は従来のカラー陰極線管の主要部を示す断面図で
、（７Ｃ）は蒸着法で形成されたアルミニウム、クロム
あるいはニッケル被膜、（７ｄ）は蒸着法で形成された
酸化ビスマス被膜である。

以下に本発明の製造法、例えば抵抗加熱蒸着法について
説明する。

前記蒸着源酸化タングステンとビスマスを真空容器内の
それぞれの蒸着用ボート（例えば、タングステン製）の
所定位置に、さらにシャドウマスク（３）例えば、高解
像度用の２０インチ（例えば、ドツト径１３０μｍ、ト
ッドピッチ２８０μｍ）を所定位置に設置してこの容器
をロータリポンプおよび油拡散ポンプ等の排気装置を用
いて真空度が例えば１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下になるまで排
気する。到達真空度が１０−５Ｔｏｒｒ以下になると蒸
着源酸化タングステンの温度がその昇華点（約８５０℃
）になるまで前記ボートへの通電パワーを上げてからシ
ャッターを開けて酸化タングステンの膜厚がシャドウマ
スク（３）の電子ビーム照射面上に５０００オングスト
ローム（蒸着時間、例えば約２分）になるまで蒸着した
後シャッターを閉じて前記通電パワーを切る。引き続き
真空を破らないで、同様なことを行う。

すなわち、蒸着源であるビスマスの温度がその融点（約
２７０℃）になるまで前記ボートへの通電パワーを上げ
てからシャッターを開けて、前記シャドウマスク（３）
の電子ビーム照射面上に形成された前記酸化タングステ
ン蒸着膜の上にビスマスの膜厚が１５０００オングスト
ローム（蒸着時間、例えば約１分）になるまで蒸着して
からシャッターを閉じて前記通電パワーを切る。次に、
エアーが前記油拡散ポンプに入らぬように真空バルブを
閉してから、リークバルブを開けて前記真空容器にエア
ーを入れて後、前記シャドウマスク（３）を前記真空装
置から取り出す。さらに、このシャドウマスク（３）を
通常の陰極線管の製造工程に投入し、９０度偏向２０イ
ンチ形デイスプレィ陰極線管を製造した。

また本発明に用いるシャドウマスク（３）は高解像度デ
イスプレィ管用だけでなく、カラーテレビジョン管用で
も良い。

上記のように被膜の蒸着時間は約３分間となり、生産用
インデックスは酸化ビスマス蒸着膜に比べ約５分間短縮
される。

次に得られた陰極線管でのシャドウマスク（３）の目詰
まり不良発生状況および色ズレ防止効果の測定結果につ
いて述へる。

まず、目詰まり評価法には非発光と発光の二つがある。

非発光の場合は３色無信号、全電子ビーム電流（３カソ
ード）　ｆ）、４５ｍＡ、電子ビーム加速電圧２７に■
、ヒータ電圧６．３Ｖ、標準のラスターサイズで、発光
の場合は単色無信号、電子ビーム電流（１カソード）　
０．１５ｍＡ、電子ビーム加速電圧２７に■、ヒータ電
圧６．３Ｖ、標準のラスターサイズで行う。前記目詰ま
り評価法で非発光および発光目詰まりを観測した場合、
本発明の製造法によって得られた高精細用２０インチシ
ャドウマスク（３）、例えばドツト径１３０μｍ、ドツ
トピッチ２８０μｍを用いた陰極線管においても非発光
および発光目詰まり発生状況は殆ど皆無である良好な結
果かえられた。

この場合シャドウマスク（３）面上に酸化タングステン
（７ｂ）を蒸着した後ビスマス（７ａ）を蒸着して電子
ビーム反射被膜を形成しているために、被膜（７ａ）と
シャドウマスク（３）との密着力を強く維持できた上に
、ビスマス蒸着粒子は突沸が生じないから、前記の非常
に小さい穴を有する高解像度用シャドウマスク（３）で
あっても前記穴を塞ぐ目詰まり不良を起こさない陰極線
管を得ることができる。さらに、ビスマスはホード（例
えば、タングステン）を化学的に侵食しないから、ホー
ドの寿命が長くなり、交換頻度が少なくなるので製造コ
ストが安価になる。

色ズレ量（ドーミング量）には全体ドーミング量および
局部ドーミング量の二つがあり、ここでは局部ドーミン
グ量の測定法を述へる。なお、全体ドーミング量の測定
法は局部ドーミング量のそれとほぼ同しである。

測定条件としては電子ビーム電流（通常、緑カソードの
み）　＝　０．０９ｍＡ、電子ビーム加速電圧＝２７Ｋ
Ｖ、ヒータ電圧＝６３■、ライターサイズ−１００Ｘ１
００（ｍｍ）でラスターの中心位置はＸ軸上で（０，±
２００）の２ケ所である。前記電子ビーム照射条件にお
けるシャドウマスク（３）の温度上昇による熱変形のた
めに生じる蛍光面の輝度劣化を光センサーで検出して、
その劣化量がセロになるように色純度電磁石への入力で
電子ビームの軌道を修正して行いその修正量を測定する
ことで熱変形量即ち色ずれ（ドーミング量）を求める。

酸化タングステンとビスマスが陰極線管製造の熱処理工
程で相互拡散してタングステン・ビスマスの酸化物、例
えばＢｉＪＯｓを形成することで、ビスマス蒸着膜の密
度約９，７より大きな密度約９４を有するから、この酸
化物被膜は従来の酸化ビスマス蒸着膜（７ｄ）よりも大
きな電子ビーム反射率を持ち、色ずれ防止効果の増大を
図ることができる。

電子ビーム反射被膜（７ａ）に用いられる材料は電子ビ
ーム反射率の大きな物質で、一般にシャドウマスク（３
）の構成材料である鉄板よりも高密度または原子番号の
大きな元素から成り、電子ビームが透過できない厚さ、
例えば約３μｍ形成すればよい。酸化タングステンとビ
スマスは上記の理由によりこの条件を満している。

［発明の効果］ 以上のように本発明の蒸着法で形成されるシャドウマス
ク（３）面上の電子ビーム反射被膜（７ａ）、（７ｂ）
は被膜の密着力を強く維持したままて、目詰まり不良の
防止による陰極線管の高画質化かつ本発明の電子ビーム
反射被膜の色ずれ抑止効果は従来の酸化ビスマス蒸着膜
のみのそれより大きくなるから、陰極線管の大型化、平
面化および高輝度化が容易に図れるという効果を奏する
さらに、ビスマスは酸化ビスマスと異なって蒸着用ホー
ドを化学的に侵食しないから前記ボートの長寿命化が出
来かつ蒸気圧も高く蒸着速度も高いから、生産用インデ
ックスを短くすることかできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第３図は従来のカラー陰極線管のシャドウマスクの主要
部を示す断面図である。（１）は外囲器、（２）は電子
銃、（６）は内部磁気シールド板、（８）は偏向ヨーク
、（３）はシャドウマスク、（４）はガラス前面板、（
５）は蛍光スクリーン、被膜（７ａ）、（７ｂ）は蒸着
法でシャドウマスフの電子ビームの照射側に形成された
電子ビーム反射被膜で、それぞれ酸化タングステン、ビ
スマスである。（７ｃ）は蒸着法で形成されたアルミニ
ウム、クロムあるいはニッケル被膜、（７ｄ）は蒸着法
で形成された酸化ビスマス被膜であるなお、図中同一符
号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シャドウマスク面上に酸化タングステンを蒸着し
   てさらにビスマスを蒸着することを特徴とする陰極線管
   の製造法