JPS62281225A - カラ−陰極線管の製造方法 - 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】 ３、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陰極線管の製
造方法に関する。ざらに詳しくは色選択電極であるシャ
ドウマスクのドーミングを低減するため、シャドウマス
クの電子ビーム入射面を酸化ビスマス層で覆ったカラー
陰極線管の製造方法に関する。

［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
に示す。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、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ブがガラスパネル（４）の内面に順
次塗布されており、これらストライブ群が各々前記シャ
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。

つぎ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（５１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
光体ストライブだけを叩くようにさせる色選択機能を有
する。そして前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、このばあい電子銃（２１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、同マスクを昇温させる。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
ブの位置関係がずれて色ずれの大きな要因となる。

これらの問題点の解決方法として、特開昭５５−７６５
５３号公報では、シャドウマスク（３）の電子ビーム入
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を設けること
や、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を反射させる塗膜（７）を設ける
ことが提案されている。

前記塗膜（７１は一般には酸化ビスマス（Ｂｉ２０３）
が用いられており、シャドウマスク（３）に形成するに
際しては水ガラスを結合剤として加えスプレー法などに
よって塗布される。

塗ＷＡ１１１を有するシャドウマスク（３）はカラー陰
極線管の通常の製造工程によって最終のカラー陰極線管
まで仕上げられる。

しかるにこのようにして製造したカラーブラウン管は電
子放出の寿命特性が低下する。本発明者らの研究によれ
ば寿命特性の低下は、以下に述べる原因によることがわ
かった。

すなわち、塗膜を構成する酸化ビスマスと水ガラスの一
部が、化学変化を生じ最終的にできあがった陰極線管に
おいてガスの放出源となっている。

たとえばカリウム系水ガラスの主成分である水酸化カリ
ウムは空気中の炭酸ガスと反応し炭酸カリウムを生成し
やすく、炭酸カリウムは約６００℃の高温で酸化ビスマ
スと反応して塩基性炭酸ビスマス含水塩を生成しガス放
出の原因となる。

特開昭５７−５′０７４５号公報においては、前記酸化
ビスマス層に含まれる酸化ビスマス微粒子の平均粒径を
１μｍ以下にするのが好適であるとしている。

一般的に使用される高純度酸化ビスマスは、硝酸ビスマ
スを水和酸化ビスマスとしたのち、適当な温度で数時間
空気中で焼成してえられる。しかしながらこの方法によ
り純度の高い酸化ビスマスをうると、その平均粒径が数
μ腸から数十μ−におよび、前記の粒径（１μｍ以下）
にするため粉砕を必要とし、その粉砕工程に７日以上も
ボールミルをするなど非常に長い時間を要する。この長
時間のボールミルによって、懸濁液中の酸化ビスマスが
炭酸ガスと反応し不安定な化合物である含水オキシ炭酸
ビスマス（Ｂｉ２０ＣＯ３・’Ｈ２０）を生成し、混在
する。

懸濁液はこの後、シャドウマスクに塗布され乾燥後、３
００〜４６０℃の温度範囲を有するカラーブラウン管の
加熱処理工程を通される。この塗布、乾燥および加熱処
理の間に前述した含水オキシ炭酸ビスマスは一部分解反
応が生じ、生成したガスは塗膜より排出される。このと
きの分解反応は、反応式（Ｉ）で示される。

Ｂ　ｉ　２０２ＣＯ３・１Ｈ２０→２Ｂｉ＋ＣＯｚ　　
＋　　′！−０２＋　麦Ｈ２０（Ｉ）含水オキシ炭酸ビ
スマスの無水化物Ｂｉ２０２ＣＯｘは分解温度が４００
℃といわれており、従来のカラー陰極線管の加熱処理だ
けでは充分この物質を分解させることはできないまま塗
膜中、すなわちカラー陰極線管中に残留する。カラー陰
極線管の動作に際して電子ビームが塗膜に射突すると未
分解の前記無ホオキシ炭酸ビスマスは反応式（１）％式
％（［） で示される分解反応をおこし、また含水オキシ炭酸ビス
マスは反応式（１）に示される分解反応が促進されるの
で、炭酸ガス、酸素および水が陰極線管内に遊離する。

なお、電子ビーム照射は別の反応（６Ｂｉ２０３＋Ｓｉ
Ｏ２→Ｂ１１２５ｊ０２ｏ）の反応条件から推測すると
５００℃以上の昇温に相当すると考えられることからＢ
ｉ２０２ＣＯ３の電子ビーム照射による分解が納得され
る。

陰極線管内に放出されたガスは陰極線管内のゲッターの
膜により吸着されるがゲッターの吸着性能上限度があり
、長期にわたり電子ビーム射突による前記反応式（１）
および［ｆｆ）による反応が継続すると、ゲッターの吸
着能力が低下し陰極線管内の真空度がわるくなって電子
放出源となるカソードにダメージを与え陰極線管の特性
を損う。

真空度悪化による電子放出寿命特性を改善する手段とし
てゲッターの量を増やすことが考えられるが、ゲッター
の量を増やすことによりゲッター材の電子銃側への飛散
量が多くなり、耐電圧特性を推持できなくなる不都合点
が新たにでてきてそれにも限度があることがわかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上述べたように、従来の製造方法でえられるカラー陰
ｌｆ！線管は動作中の電子ビーム射突によるシャドウマ
スクからのガス放出が多り、電子放出の寿命特性が低下
するという問題点があった。

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、動作中シャドウマスクの塗膜から放出されるガ
ス量を減少させ長寿命のカラー陰極線管の製造方法をう
ろことを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、酸化ビスマスと水ガラスを含有する塗膜がシ
ャドウマスク上に設けられたカラー陰極線管であって、
酸化ビスマスとしてオキシ炭酸ビスマスを焼成したもの
を用いることを特徴とするカラー陰極線管の製造方法に
関する。

［作用および実施例コ 本発明に用いられる酸化ビスマスはその出発原料の金属
ビスマスを溶融させ、硝酸に溶融させたのち、炭酸アン
モニウムと反応せしめ、えられたオキシ炭酸ビスマスを
適当な温度５００〜６００　’Ｃで数時間の焼成をする
ことによってえられる。この方法によってえられた酸化
ビスマスはボールミルなどの粉砕工程なしでも充分に使
用できる。また、平均粒径１μｍ以下の粒子にするにも
かなりの時間短縮が可能である。したがって粉砕工程で
の不純物や放出ガスの要因となる吸着ガスも少なくなる
。

本発明における酸化ビスマスは一般的にその粒径の分布
範囲が１〜３μｌ程度であり、あらかじめ粒径が小さい
ため、平均粒径を１μｍ以下にするにも１〜３日程度の
ボールミルで可能である。

オキシ炭酸ビスマスを焼成する際の温度は５００〜６０
０℃が最適である。５００℃より低い温度では、炭酸ビ
スマスが残存し不適当であり、また６００℃をこえると
急激に粒子の成長がすすんで粒径が大きくなって好まし
くない。

本発明に用いる水ガラスとしては、カリウム系水ガラス
、ナトリウム系水ガラス、リチウム系水ガラスなどがあ
げられる。

前＆ｌ！酸化ビスマスと水ガラスの配合比は、酸化ビス
マス１部（重量部、以下同様）に対して水ガラス０．２
〜０４部であるのが好ましく、ざらに通常水０．６〜０
８部が配合される。

酸化ビスマス、水ガラスおよび水を、ボールミル、マグ
ネチックスターラーなどを用いて１２〜２４時間程度混
合し、シャドウマスク上にスプレーガンなどを用いて塗
布し、乾燥後の塗膜の厚さが２〜６μｌとなるようにス
プレー塗布したのち数時間程度乾燥する。この後、シャ
ドウマスクを外囲器に組込み通常のカラー陰極線管の製
造工程を経てカラー陰極線管が製造される。

以下、本発明の実施例に基づきさらに詳細に説明する。

実施例１ オキシ炭酸ビスマス（Ｂｉ２Ｏ２Ｃ０３）を６００℃で
１時間焼成し、えられた酸化ビスマス（８ｉ２０ｘ）粉
末〈平均粒径１．６５μｍ）３ｋｏに水２ｇおよびカリ
ウム系水ガラス６００ｄを混合して内容ｆｆ１５Ｎの磁
製ボールミルボットに適当口のアルミナボールとともに
入れ、ボールミルを２４時間行なったあとの懸濁液をシ
ャドウマスク上にスプレー塗布し乾燥した。こののち、
シャドウマスクを外囲器に組込み通常のカラー陰極線管
の製造工程を経てカラー陰極線管を製造した。

この方法によって作られたカラー陰極線管を、動作させ
てシャドウマスクに電子ビームを射突させたときの放出
ガス量を質量分析装置を用いて測定したところ、従来方
法によるカラー除重線管に比べて炭酸ガス、酸素および
水の放出量が３０〜１５％減少し、明らかに改善されて
いた。

実施例２ オキシ炭酸ごスマス（Ｂｉ２Ｏ２ＣＯｓ　）を５００℃
で１時間焼成した酸化ビスマス（８ｉ２０３）粉末（平
均粒径０．９７μｍ）３ｋｏに水２ρおよびカリウム系
水ガラス６００ｄを混合してマグネチックスターラーで
１時間撹拌させた！ｌ！濁液をシャドウマスク上にスプ
レー塗布し乾燥した。こののち、シャドウマスクを外囲
器に組込み通常のカラー陰極線管の製造工程を経てカラ
ー陰極線管を製造した。

この方法によって作られたカラー陰ｉｓ管を、動作させ
てシャドウマスクに電子ビームを射突させたときの放出
ガス吊を質治分析装置を用いて測定したところ、従来方
法によるカラー陰極線管に比べて炭酸ガス、酸素および
水の放出量が５０〜２０％減少し、明らかに改善されて
いた。

本実施例に基づくカラー陰極線管において、電子ビーム
をシャドウマスクに射突させたときのシャドウマスクか
らの放出ガス聞が少ないことは、ボールミル時間を短か
くしたり、なくしたことによってボールミル中および撹
痒中、炭酸ガスにさらされる時間が大幅に短かくなった
ため、前記含水オキシ炭酸ビスマス（Ｂｉ２Ｏ２Ｃ０３
・’Ｈ２０）の生成が著しく減少したと考えられる。ま
た、本実施例に基づくカラー陰極線管を通常の動作条件
で寿命試験を行なったところ、充分満足しつる性能を有
していることが確認できた。

なお、前記実施例１および２においてはオキシ炭酸ビス
マスを焼成して酸化ビスマスをうるばあいの温度が５０
０℃と６００℃であるものについて述べたが、５００〜
６００℃の範囲であれば他の温度でもよい。しかしなが
ら焼成温度が５００℃未満のばあい、焼成後の酸化ビス
マス中にいまだオキシ炭酸ビスマスが残存していること
がＸ５１解析パターンによりわかった。また、６００℃
をごえたばあい、結晶成長が著しく進み粒径が大きくな
るため好ましくない。

さらに実施例１および２においてはカリウム系水ガラス
を用いたが、ナトリウム系水ガラスやリチウム系水ガラ
スを用いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によればガス放出量の非常に少ない
カラー陰鴇線管かえられ、その寿命特性が著しく向上す
る。また、ボールミル時間を短縮したり、省くことが可
能であり、生産性を向上させることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常のシャドウマスク式カラー陰極線管の構成
を示す一部断面概略図である。なお、シャドウマスク（
３）および塗膜（７１は誇張して描かれている。 （図面の符号） （３）：シャドマスク （刀：塗　　膜 代　　理　　人　　　　　大　　岩　　増　　雄″；Ｐ
１　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化ビスマスと水ガラスを含有する塗膜がシャド
   ウマスク上に設けられたカラー陰極線管であって、酸化
   ビスマスとしてオキシ炭酸ビスマスを焼成したものを用
   いることを特徴とするカラー陰極線管の製造方法。
2. （２）オキシ炭酸ビスマスの焼成温度が５００〜６００
   ℃である特許請求の範囲第（１）項記載のカラー陰極線
   管の製造方法。