JPH0554814A - シヤドウマスク式カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャドウマスク式カラー陰極線管のドーミン
グ量を低減すること。 【構成】 シャドウマスク式カラー陰極線管で用いるシ
ャドウマスク３の電子ビーム照射面側に、酸化タングス
テン蒸着被膜７ａを形成し、この酸化タングステン蒸着
被膜７ａの上にビスマス蒸着被膜７ｂを形成して構成し
たものである。 【効果】 酸化タングステン蒸着被膜は昇華で蒸着され
るから、目詰まり不良を防止でき、また、酸化鉄との化
学反応により中間層を形成することで、被膜の強い密着
力を維持することができる。さらに、ビスマスは酸化ビ
スマスに比べて蒸気圧が高く、融点が低いから、生産イ
ンデックスが短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シャドウマスクのド
ーミング量を低減させたシャドウマスク式カラー陰極線
管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のシャドウマスク式カラー陰
極線管の一部を断面で示す概略図である。同図におい
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
ットあるいはドットを有する薄い鉄板からなる。

【０００３】また、４は上記外囲器１の一部を構成する
透光性のガラスパネル、５はこのガラスパネル４の内面
側に形成された蛍光面で、赤，緑，青色に発光する蛍光
体のストライプあるいはドットがガラスパネル４の内面
に順次、塗布されており、これらのストライプ群あるい
はドッ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。

【０００４】但し、上記従来例の場合には、シャドウマ
スク３の電子ビーム照射面側に、アルミニウム，クロム
あるいはニッケル蒸着被膜７ａと酸化ビスマス蒸着被膜
７ｂが形成されていないものとする。

【０００５】つぎに、上記構成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の前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対応する色の蛍光体ストライ
プあるいはドットだけを叩くようにさせる色選択機能を
有する。そして、上記のように、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。

【０００６】しかしながら、上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８
０％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にまったく無意味な熱エネルギを与え、シャ
ドウマスク３を昇温させる。

【０００７】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ットの位置関係がずれて色ズレ
の大きな要因となる。

【０００８】上記不都合を解決するための方法として、
たとえば、特開昭５５−７６５５３号では、図３で示す
ように、シャドウマスク３の電子ビーム照射面側に、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形成することが提案
されている。

【０００９】すなわち、上記提案によれば、高解像度用
のシャドウマスク３の電子ビーム照射面側に高電子ビー
ム反射被膜を設ける一例として、シャドウマスク面上
に、アルミニウム，クロムあるいはニッケルを蒸着する
ことにより、アルミニウム，クロムあるいはニッケル蒸
着被膜７ｃを形成するとともに、これらのニッケル蒸着
被膜７ｃの上に酸化ビスマスを蒸着することより、酸化
ビスマス蒸着被膜７ｄを形成したものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記提案に
おいて使用する酸化ビスマスは、蒸着時にその化学的活
性のために、蒸着用ボート（たとえば、タングステン，
モリブデンやアルミナ被膜されたタングステンなど）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回と非常に短いという不都
合がある。

【００１１】また、たとえば、ドット径１３０μｍ，ド
ットピッチ２８０μｍの高精細な穴を有する高解像度用
のシャドウマスクの電子ビーム照射面側に酸化ビスマス
を蒸着する場合、酸化ビスマスの融点が８２０℃と高い
ことや蒸着源が粉末であることから、ガスを吸蔵してい
るために、酸化ビスマスが融けて蒸着されるときに突沸
が生じて、上記穴を塞ぐ目詰まり不良を起こすという不
都合があり、高解像度用の陰極線管を製造するには望ま
しく方法とはいえない。

【００１２】さらに、酸化ビスマスの蒸気圧がビスマス
に比べて低いために、酸化ビスマスの蒸着時間が長くな
り、生産用インデックスがビスマスのそれに比べて長く
なるという不都合がある。

【００１３】この発明は、上記の課題を解決するために
なされたもので、ドーミング量を低減させ、シャドウマ
スクの穴への目詰まりを防止でき、蒸着用ボートの長寿
命化と生産用インデックスの向上をはかることができる
シャドウマスク式カラー陰極線管を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明では、シャドウマスク式カラー陰極線管で
使用するシャドウマスクの電子ビーム照射面側に、酸化
タングステン蒸着被膜を形成し、さらに、この酸化タン
グステン蒸着被膜の上にビスマス蒸着被膜を形成したも
のである。

【００１５】

【作用】この発明によれば、シャドウマスクの電子ビー
ム照射面側に形成される酸化タングステンは約８００℃
で昇華蒸着されるから、その蒸着時に突沸が発生せず、
蒸着用ボートとも化学反応しないので、シャドウマスク
の穴を塞ぐ目詰まり不良や蒸着用ボートの短寿命化のお
それがない。

【００１６】また、酸化タングステン蒸着被膜の上に、
ビスマス蒸着被膜を形成してあるので、後記の理由によ
り、シャドウマスク、酸化タングステン蒸着被膜とビス
マス蒸着被膜とのあいだの密着力を強く維持できるうえ
に、ビスマスは蒸着用ボートを化学的に侵食しにくいか
ら、上記蒸着用ボートの長寿命化がはかれる。

【００１７】また、ビスマスの融点が２７１℃と低いこ
と（酸化ビスマスの融点８２０℃）や粉末に比べてガス
が吸蔵されにくいインゴット蒸着源であるために、蒸着
時の突沸が生じにくくなり、非常に小さい穴を有する高
解像度用のシャドウマスク、たとえば、ドット径１３０
μｍ，ドットピッチ２８０μｍの高精細の穴を有するシ
ャドウマスクにおいても、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が容易とな
る。

【００１８】さらに、ビスマスは酸化ビスマスに比べて
融点が低く（２７１℃）、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ができる。

【００１９】なお、蒸気圧が１×１０^-2Ｐａになる温度
は、酸化ビスマスで１６７３°Ｋ、ビスマスで７９３°
Ｋであり、ビスマスは酸化ビスマスに比べ、かなり低い
ことがわかる。

【００２０】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できるのは、
シャドウマスク面のＦｅ₃ Ｏ₄ 膜と蒸気被膜が化学反応
を起こして、その界面で中間層が形成されるためであ
る。

【００２１】また、酸化タングステンとビスマスとが陰
極線管製造工程における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、たとえば、密度約９．
４を有するＢｉ₂ ＷＯ₆ 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もち、色ずれ防止効果の増大
を図ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面により説明
する。 実施例１ 図１はこの発明の一実施例によるシャドウマスク式カラ
ー陰極線管の一部を断面で示す概略図であり、図２は図
１の主要部であるシャドウマスク部分を拡大して示す断
面図である。

【００２３】これらの図面において、１は外囲器、２は
電子銃、６は内部磁気シールド板、８は偏向ヨークを示
している。

【００２４】７ａはシャドウマスク３の電子ビーム照射
面側に蒸着法により形成した酸化タングステン蒸着被膜
であり、望ましくは、１，０００〜１０，０００オング
ストロームの厚さで形成されている。なお、蒸着被膜の
厚さが１，０００オングストローム以下であると、効果
的ではなく、１０，０００オングストローム以上であれ
ば、コストが高くなって好ましくない。

【００２５】また、７ｂは同じく蒸着法により、上記酸
化タングステン蒸着被膜７ａの上に形成されたビスマス
蒸着被膜であって、望ましくは、５，０００〜３０，０
００オングストロームの厚みで形成されている。なお、
蒸着被膜の厚さが５，０００オングストローム以下であ
ると、効果的ではなく、３０，０００オングストローム
以上であれば、コストが高くなって好ましくない。

【００２６】なお、上記蒸着被膜の蒸着手段としては、
たとえば、抵抗加熱方式、スパッタ方式、電子ビーム方
式あるいはイオン・クラスタービーム（ＩＣＢ）方式な
どのうちのいずれかの方法による。

【００２７】つぎに、上記シャドウマスクの製造を、抵
抗加熱蒸着法によって製造する場合を例にとって説明す
る。まず、蒸着源となる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（たとえば、
タングステン製）の所定位置に設置するとともに、シャ
ドウマスクとして、たとえば、高解像用の２０インチの
もの（たとえば、ドット径１３０μｍ、ドットピッチ２
８０μｍ）を所定位置に設置し、この真空容器をロータ
リポンプおよび油拡散ポンプ等の排気装置を用い、真空
度をたとえば、１０^-5トール以下になるまで排気する。

【００２８】到達真空度が１０^-5トール以下になると、
蒸着源である酸化タングステンの温度がその昇華点（約
８５０℃）になるまで上記蒸着用ボートへの通電パワー
を上げてからシャッタを開けて酸化タングステンの膜厚
がシャドウマスクの電子ビーム照射面上に５，０００オ
ングストローム（蒸着時間は約２分程度）になるまで蒸
着した後、シャッタを閉じて上記通電パワーを切る。

【００２９】引き続き、上記の真空状態を維持して、蒸
着源であるビスマスについても上記と同様な方法で処理
する。すなわち、蒸着源であるビスマスの温度がその融
点（約２７０℃）になるまで上記蒸着用ボートへの通電
を上げてからシャッタを開けて、上記シャドウマスクの
電子ビーム照射面上に形成された上記酸化タングステン
蒸着被膜の上に、ビスマスの膜厚が１５，０００オング
ストローム（蒸着時間は約１分程度）になるまで蒸着し
てから、上記シャッタを閉じて上記通電パワーを切る。

【００３０】つぎに、エアーが上記排気装置に入らない
ように真空ポンプを閉じてから、リークバルブを開けて
上記真空容器にエアーを入れて後、上記シャドウマスク
を上記真空装置内から取り出す。さらに、このシャドウ
マスクを通常の陰極線管の製造工程に投入し、９０℃偏
向２０インチ形ディスプレイ陰極線管を製造した。

【００３１】なお、上記実施例では、シャドウマスクが
高解像度ディスプレイ管用である場合について示した
が、カラーテレビジョン管用のシャドウマスクであって
もよいことはいうまでもない。

【００３２】以上の説明から明らかなように、酸化タン
グステン蒸着被膜およびビスマス蒸着被膜の蒸着時間
は、併せて約３分間程度なり、生産用インデックスは従
来の酸化ビスマス蒸着被膜による場合に比べ、約７分間
程度短縮される。

【００３３】また、上記実施例で製造したシャドウマス
クの目詰まり不良発生状況および色ズレ防止効果の測定
結果について述べる。まず、目詰まり評価法には、非発
光と発光の２つがある。非発光の場合は３色無信号，全
電子ビーム電流（カソード）０．４５ｍＡ，電子ビーム
加速電圧２７ＫＶ，ヒータ電圧６．３Ｖ，標準のラスタ
ーサイズでおこない、発光の場合は単色信号，電子ビー
ム電流（１カソード）０．１５ｍＡ，電子ビーム加速電
圧２７ＫＶ，ヒータ電圧６．３Ｖ，標準のラスターサイ
ズでおこなう。

【００３４】上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、上記実施例で得た高精細用の２
０インチ形のシャドウマスク（たとえば、ドット径１３
０μｍ、ドットピッチ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ほとん
ど皆無である良好な効果が得られた。

【００３５】この場合、シャドウマスク面上に酸化タン
グステンを昇華蒸着した後、ビスマスを蒸着して電子ビ
ーム反射被膜を形成しているために、酸化タングステン
被膜７ａとシャドウマスク３との密着力を強く維持でき
るうえに、ビスマス蒸着粒子は突沸が生じないから、非
常に小さい穴を有する高解像度用シャドウマスクであっ
ても、上記穴を塞ぐ目詰まり不良を起こさない上記陰極
線管を得ることができる。

【００３６】さらに、ビスマスは蒸着用ボート、たとえ
ば、タングステンを化学的に侵食しないから、蒸着用ボ
ートの寿命が長くなり、交換頻度が少なくなるので、製
造コストが安価になるという利点がある。

【００３７】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２つがあり、ここで
は、局部ドーミングの測定法について説明する。なお、
全体ハドーミング量の測定法は局部ドーミング量のそれ
とほぼ同じであるので、その説明を省略する。

【００３８】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２７ＫＶ，ヒータ電圧６．３Ｖ，ラスターサイズ１０
０×１００ｍｍで、ラスターの中心位置はＸ軸上で
（０，±２００）の２ケ所である。

【００３９】上記電子ビーム照射条件におけるシャドウ
マスク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で検出して、その劣化量がゼロにな
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
正しておこない、その修正量を測定することで、熱変形
量、すわなち、色ズレ（ドーミング量）を求める。

【００４０】酸化タングステンとビスマスが陰極線管製
造工程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、たとえば、Ｂｉ₂ ＷＯ₆ 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
９．４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もち、
色ズレ防止効果の増大をはかることができる。

【００４１】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おおきな物質で、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なり、電子ビームが透過できない
厚さ、たとえば、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理由によりこの条件を満たして
いる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シャ
ドウマスク面上の電子ビーム反射被膜である酸化タング
ステン蒸着被膜とビスマス蒸着被膜は被膜の密着力を強
く維持したままで、目詰まり不良の防止による陰極線管
の高画質化かつ電子ビーム反射被膜の色ズレ抑制効果は
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
はかれるという効果を奏する。

【００４３】さらに、ビスマスは酸化ビスマスと異なっ
て蒸着用ボートを化学的に侵食しないから、上記蒸着用
ボートの長寿命化ができ、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ができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるシャドウマスク式カ
ラー陰極線管の一部を断面で示す概略図である。

【図２】図１の主要部であるシャドウマスク部分を拡大
して示す断面図である。

【図３】従来のシャドウマスク式カラー陰極線管の一部
を断面で示す概略図である。

【符号の説明】

３ シャドウマスク ７ａ 酸化タングステン蒸着被膜 ７ｂ ビスマス蒸着被膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビーム照射面側に、酸化タングステ
   ン蒸着被膜を形成するとともに、この酸化タングステン
   蒸着被膜の上にビスマス蒸着被膜を形成したシャドウマ
   スクを備えてなるシャドウマスク式カラー陰極線管。