专利名称:彩色显像管及其制造方法
本发明涉及荫罩板型彩色显像管，特别涉及其荫罩板。
一般说，荫罩板型彩色显像管具有位于管内，能发生三电子束的电子枪，使该电子束有选择地按颜色分布的荫罩板，以及因电子束的激励发生红，绿，兰三色光的萤光体屏幕，其结构是能通过管壳上的面板观察到映在屏幕上的图像。在荫罩板上设有多数透孔，屏幕上的各色萤光体的形状和这些孔精密地相对应。然而，通过透孔的有效电子束量在显像管的动作上不到三分之一，而其余的电子束因和荫罩板碰撞而变换成热能，一般说，在电视机工作中，荫罩板被加热到80℃的程度。而在飞机的座舱等的计量测试用的特殊的彩色显像管中，荫罩板的温度有时能上升到200℃左右。荫罩板一般是热膨胀系数较大为1.2×10-5/℃的以铁为主要成份的冷轧钢组成的厚度为0.1～0.3mm的薄板制成，支承此荫罩板的裙部的荫罩板框同样是用厚1mm左右的牢固的断面为L型的并经发黑处理的冷轧钢板制成。因而，被加热了的荫罩板容易发生热膨胀，然而由于其周围是和经过黑化处理而热容量大的荫罩板框相对接，热量会通过辐射或传导从荫罩板的周围向荫罩板框转移，从而形成荫罩板周围的温度比其中央部份的温度低。因此在荫罩板的中央部份和其周围部份间产生温度差，从而产生相对来说以中央部为主体，加热膨胀的即所谓半球形隆起(doming)现象。其结果使荫罩板和萤光体屏幕间的距离发生变化，扰乱了电子束的着屏精确性和使色纯度恶化，象这样因半球形隆起而产生的不着屏现象特别在彩色显像管的动作初期尤为显著。此外，在部份的影像面上会映出高亮度的图像，特别当此高亮度图像部份停留一定时间时，在荫罩板上产生高密度电子流部份，从而引起局部的半球形隆起现象。
对于这样的彩色显像管的半球形隆起现象，从促进热量从荫罩板的中央部份辐射的观点，提出了多种解决方案。例如美国专利第2826538号，提出了为促进荫罩板的热辐射，而在荫罩板的表面上设置由石墨构成的黑色层。这样的彩色显像管，由于此石墨层起着良好的散热器的作用，因此使荫罩板的温度下降。但是，由石墨构成的黑色层，也有如下另一方面的缺点，即因在彩色显像管的制造过程中的热工序中的热循环，使黑色层的粘着性恶化，当彩色显像管受到振动时，产生黑色层的部份剥离而落下微小碎片，象这样产生的剥落黑色层，当附着到荫罩板上时，将产生孔的堵塞，使萤光面上的影像特性恶化而当附着到电子枪上时，会导致电极间的电火花的发生，使耐电压特性恶化等，从而使彩色显像管的质量显著下降。
另一方面，和本案申请人为同一申请人也在日本专利特愿昭58-148843号(特开昭60-54139号)中提出通过高温加热处理将铅硼酸盐玻璃密封接合在荫罩板的表面上以抑制此半球形隆起现象。但是由于这个密封接合在荫罩板表面上的玻璃层上含有原子序数非常高的铅，因此难以减低和荫罩板碰撞的电子的弹性反射。在日本专利特公昭49-14777号公报上提出了在电子通过孔的附近镀镍的办法，用以作为一种防止这样电子散射的方法，但因其制造方法太复杂而不实用，此外，也不能充分解决在通过孔以外的荫罩板面上的电子散射的问题。由于电子散射，会使屏幕上的不希望的部分发光，因而存在影像的对比度恶化，以及使色纯度降低的问题。
象这样，仅在荫罩板的表面上敷设黑色层和玻璃层，或镀镍，不仅对于抑制因电子束的碰撞而引起的半球形隆起现象的效果不十分理想，而且还有膜剥落以及电子散射，或者制造复杂等问题。
本发明通过减低在荫罩板表面上的电子束的弹性反射，且抑制随着因电子束碰撞而使荫罩板发热而带来的膨胀，从而获得影像的对比度以及色纯度漂移特性都得到改善的彩色显像管。
本发明是在具备萤光体屏幕，和靠近此屏幕而设置的并具有多个穿透孔的荫罩板，以及在和这个荫罩板的上述萤光体屏幕的相面对面一侧设置的电子枪，并使从电子枪发射的电子束通过荫罩板的穿透孔向屏幕碰撞的彩色显像管中，在荫罩板表面的至少一部份上，从非晶体的金属氧化物，非晶体金属氢氧化物，以及此两者的混合物中任选一种作为粘合剂，形成含有金属或金属氧化物或金属碳化物或金属氮化物中的任何一种的层。此外，这个荫罩板的制造为，具备首先是在荫罩板上穿设多个透孔的工序，使荫罩板成形为一定形状的工序，在荫罩板表面上涂敷含有金属醇盐化合物的悬浊液的工序以及使荫罩板进行热处理的工序的彩色显像管的制造方法。
作为醇盐化合物可以从甲醇盐M(OCH3)n(M金属)，乙醇盐M(OC2H5)n，n-丙醇盐M(On-C3H7)n，异丙醇盐M(Oi-C3H7)n等中任意选用。在常温下容易溶介在象甲醇，乙醇，丙醇类的水溶性的低级醇内的化合物在工业上易于处理。
若采用本发明，因层的热辐射率大，热量容易放出，因而抑制了荫罩板温度的上升。由于层的体积电阻大，故当大电流时，作为电子吸收层而带负电，从而静电似地补偿电子束。此外，由于层内包含的金属的原子序数小，因而使电子散射减轻，还有就是由于在荫罩板上形成了致密的层，能抑制气体的发生，或者说由于吸附气体作用而使残留发射率提高。
实施例。
下面，根据实施例，对本发明作详细说明。本实施例的荫罩板型彩色显像管，如图1所示，具有由实质上为矩形的面板(1)，漏斗形玻锥(2)以及管颈(3)组成的真空管壳。而且，在面板(1)的内面上被覆形成由分别发出红，绿，兰色光的带状萤光体层组成的萤光体屏幕(4)，在管颈(3)内配置着沿面板(1)的水平轴排列成一行，能对应红，绿，兰发射出三根电子束(5)的所谓的一字型排列的电子枪(6)。此外，在靠近并对着屏幕(4)的位置上沿水平方向多个排列按垂直方向排列着的许多狭缝状开孔的荫罩板(7)，并用荫罩板框(8)来支承固定，该荫罩板框(8)又进一步通过弹性部件(9)用埋设在平板(1)的垂直边缘部份的内壁里的柱状螺钉销(10)连接固定，使其被支承在面板内。
利用玻锥(2)外部的偏转装置(12)，使三根一字状配列的电子束(5)进行偏转，在对应矩形面板(1)的矩形范围内进行扫描，而且通过荫罩板(7)上的开孔，经颜色选择，在带状萤光体层上着屏，从而使彩色影像重现。此外，由于电子束受地磁等的外部磁场的影响，会发生不能在带状萤光体层上正确着屏的情况，为了防止重现影像的色纯度恶化，通过框(8)使由强磁性金属板构成的磁屏蔽体(11)，固定在玻锥(2)的内部。
荫罩板是由以铁作为主要成份的厚为0.1至0.3mm的低碳钢板作为原材料制成。在其两面上涂敷感光剂例如碱性牛乳酪朊酸盐和重铬酸铵组成的感光液，并使其干燥后而得到光致保护膜。接着使具有规定透孔型式的负片紧贴着这个保护膜，并使其曝光显影，仅使金属板上需穿设透孔的部份曝光。然后，把由第二氯化铁组成的蚀刻液喷涂到已曝光的金属板面上，以进行具有规定的开孔形状的透孔的穿设。已穿设过透孔的的平板状的荫罩板被切断成规定的外框后，将其周围部份用夹持器兼模具将其夹持，使具有透孔的主面，通过从上面冲，从下面脱模，从而形成所需的曲面形状，接下来使其周围部份，例如沿管轴线方向进行弯折成形，形成作为支持固定荫罩板主面部份的裙部。这样形成的荫罩板，将其裙部支持固定在例如断面为L型的牢固的荫罩板框上。
接下来，用如在下述实施例那样的，把作为填充剂而包含锆石(ZrSiO4)的硅和氧化锆的醇盐化合物，例如Si(OC2H5)+Zr(OC4H1)4的悬浊液用涂布方法涂布在例如当靠近并对着屏幕配置时成为电子枪一侧的凹面的主面上，并形成厚约15μm的膜，此面也就是荫罩板的具有透孔的主面的一面。
实施例锆石 500gr硅和氧化锆的醇盐化合物 100gr异丙醇 400gr此种悬浊液可采用各种方法进行涂敷，然而，必须涂布均匀，不会发生透孔的堵塞。例如采用刷子进行涂敷，因其在涂布膜的均匀性以及透孔的堵塞方向存在危险性，而不令人满意。在这一点上，当采用喷射法的场合，以喷射压力约3kg/cm2，从20cm至30cm的距离进行喷涂时象上述实施例样的约15μm的膜，约在10秒钟即能完成。此外，即使万一有异物附着在透孔上，但由于以后，飞来的高压的悬浊液而被除去，因此是一种非常适于大量生产的好方法。
这样，通过把在电子枪一侧的表面上，已涂敷上作为填充剂而包含锆石的硅和氧化锆的醇盐化合物的悬浊液的荫罩板，放在70℃以上的空气环境中进行加热，而得到如图2所示的层(13)。也就是涂敷在荫罩板(7)的硅和氧化锆的醇盐化合物，在70℃以上的空气环境中，因大气中的水份等而引起加水分介，其结果是因醇盐中同类物的重聚合反应而造膜，以形成包含锆石的非晶体的硅和氧化锆金属氧化物和金属氢氧化物的混合层。此外，在上述的例子中，是在涂敷悬浊液之后进行加热，然而为了缩短制造时间，如在70℃以上边加热边进行涂敷悬浊液的话，以后的加热处理工序可以省去。还有就是已证实由于此硅和氧化锆的醇盐化合物对红外线范围的电磁线的吸收特性好的缘故，当造膜时不是在70℃以上的大气环境中进行，例如用红外线照射欲涂敷硅和氧化锆的醇盐化合物的荫罩板的表面的同时，涂敷了包含硅和氧化锆的醇盐化合物的悬浊液后，即使在常温下也能充份进行造膜。此外在涂敷后，用红外线去照射也是可能的。
这样制成的荫罩板(7)，在和面板组装的状态下进行屏幕的形成工序。首先，在面板的内面上形成叠氮化物的感光保护膜，用超高压水银灯，通过荫罩板(7)的透孔(7a)使之曝光。保护膜显影后，涂上石墨并使其干燥，用分解剂显影，在面板内面的规定位置上形成光吸收窄条带。接下来，把在由重铬酸铵和聚乙烯醇组成的感光保护膜上，添加例如发兰光用的萤光体粒子后的泥浆物涂敷在面板的内面上，并进行同样的曝光显影，从而形成发兰色光的窄条萤光体。以下依次同样地形成发绿色光和红色光的窄条萤光体，使形成屏幕。
象以上这样制成的面板构件，通过熔合玻璃和玻锥结合，经排气和密封后，再经过规定的工序，制得彩色显像管。
本发明者对于这样制得的21型彩色显像管的色纯度漂移(purity drift)特性进行实验结果如下。作为再生影像面类型，采用了图3所示的全影像面为白色型，和图4所示的其部份为白色型的。图4为表示在屏幕上再生水平方向宽分别为75mm的带状体(51)，该体(51)分别位于离开中心140mm的左右两处。其余部分为黑色即非发光部。符号＊表示测量点。电子束移动量的测量结果表示在表1中。测试条件为Eb＝26.5KV，IK是，型式(A)为1500A，型式(B)为1100A。
表1型式(A) 型式(B)比较例 100 100本发明 90 95
上表中的比较例是和本申请案为同一申请人，在日本专利特愿昭58-148843号(特开昭60-54139号)中提出的在荫罩板的电子枪一侧的表面上，用高温加热密封接合约20μm的铅硼酸盐玻璃而成的21型彩色显像管。因此证明根据本发明的彩色显像管的色纯度漂移特性相应比传统的好。这是由于在荫罩板上形成的，包含锆石的层的热辐射率为约0.9，远比传统的荫罩板的热辐射率大，因而促进热量从荫罩板散出，从而能抑制荫罩板的温度上升的缘故。图7为表示当层的涂敷厚度变更时，对图4型式中的比较例的电子束移动量的改善率的特性图。从这个图同样地明白，最好的厚度范围为1μm～30μm。另外，在本实施例中是采用锆石作为填加剂，然而对于本发明的目的来说，并不限于此，例如，作为填加剂，若采用由其它的金属氧化物，例如氧化钴，氧化铬，氧化铁，氧化锰等组成的黑色颜料，同样地能使热辐射率提高，使色纯度漂移特性得到改善。甚至即使采用碳化硅，碳化硼，碳化钨等碳化物作为填加剂，也能得到同样的效果。这是由于把上述碳化物的热传导率和软钢板的热传导率为0.144 Cal/cmsec℃相比时，前者大，即碳化硅为1.0，碳化硼为0.65，碳化钨为0.7，因此认为在荫罩板中产生的热量容易散掉。此外，即使采用氮化硅，氮化硼，氮化铝等的氮化物作为填加剂也能得到同样的效果。据认为这是由于上述氮化物的体积电阻大，其值为1012Ωm～1014Ωm，所以当大电流时，这个层作为电子吸收层而带负电，并对电子束进行静电补偿，以改善色纯度漂移特性。此外，即使使用钨，铅，铋等也能得到同样的效果。
另一方面，在本实施例中作为金属醇盐化合物曾就硅和氧化锆的化合物进行了叙述，但对填加剂同样的发明目的并不限于这些，也能采用硅，硅和钛，硅和铝，钛，锆等醇盐化合物。
其次，把上述根据本发明的彩色显像管和同样上述日本专利特愿昭58-148843号(特开昭60-54139号)的彩色显像管的对比度进行了比较。也就是如图5所示，在屏幕上使影像图形再生。此影像面(30)是把300mm×100mm的白色部份(31)配置在画面中央的上方，其剩余部份(32)作为黑色部份。符号＊表示测量点，使其位于画面中心的下方分别为30mm，60mm，之处。把各点分别作为rf1，rf2，把暗部的亮度结果表示在表2中。其测量条件规定为，彩色显像管的阳极电压Eb＝26.5KV，全阴极电流IK＝500μA，白色的色为9300°+27MPCD。
表2rf1 rf2比较例 100 100本实施例 75 70从表2知道，本实施例的暗部亮度能减低。这意味电子的弹性散射减轻了，这与涂层(13)的组成成份Si和Zr的原子序数分别为14，40，和比较例的铅硼酸盐玻璃层的Pb和Ba的原子序数分别为82，56相比较为低也有关的缘故。
以下，使本实施例的彩色显像管连续动作3000小时后，测量其剩余发射率时，查明和初期动作相比为80%，是提高了。由于传统的一般是以70%作为标准，等于有了一成以上的改善。推测这是由于本实施例的涂层吸附了气体，尤其是由于作为粘合剂而使用的氧化硅(SiO2)起了有效作用。
此外，也可认为由于在荫罩板的表面上形成了致密的涂层，因而抑制了气体的发生。因此，尤其因当电子束直接碰撞而变成非常高的温度时，在容易产生不稳定气体的荫罩板的电子枪一侧的表面上形成涂层是有效的。象图6所示那样，若用本发明的涂层(13)被覆在整个荫罩板的表面，则不用说，可控制荫罩板几乎不产生不稳定气体，然而毫无疑问，这增加了一些制造时间。
又，在实施例的说明中，是把含有锆石，硅和氧化锆醇盐化合物的悬浊液，在形成萤光体屏幕前涂敷在荫罩板上，从而形成含锆石的非晶体硅和氧化锆的金属氧化物以及氢氧化物的混合层，然而，如果由于此涂层的存在，在形成萤光体屏幕时的曝光工序中会产生微妙的光化学的不良影响，则也可以把该涂层的形成放到形成萤光体屏幕以后来施行。
此外，在荫罩板的电子枪一侧的表面上形成本发明的涂层的场合，也可不形成导电性被覆膜，在此场合和形成导电性被覆膜相比，可得到5～10%的色纯度漂移特性的改善。
如上所述，若根据本发明，就能获得对比度特性和色纯度漂移特性得到改善，发射寿命特性良好，适于工业大量生产的彩色显像管。
对附图的简要说明。
图1为本发明的一实施例的纵剖面图，图2为表示图1上的实施例的荫罩板的一部份的放大轴侧图，图3和图4为说明本发明实施例的色纯度漂移特性的再现影像型式的简图，图5为说明本发明实施例的对比度特性的再现影像型式的简图，图6为表示本发明的其它实施例的一部份断面图，图7为表示在图4所示的型式场合，对比较例而言的层厚和电子束移动量的关系特性图。
(4)为萤光体屏幕，(5)为电子束，(6)为电子枪，(7)为荫罩板，(7a)为透孔，(13)为涂层。
权利要求
1.在具备萤光体屏幕，靠近此萤光体屏幕设置的，穿设多数透孔的荫罩板，通过此荫罩板的透孔，使电子束向上述萤光体屏幕碰撞而使之发光的电子枪的彩色显像管中，其特征在于在上述荫罩板的表面上用非晶体的金属氧化物，非晶体的金属氢氧化物，以及两者的混合物中的任何一种作为粘合剂，形成包含金属和金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物中至少一种的层。
2.根据权利要求
1所述的彩色显像管，其特征是上述层是在荫罩板的对着电子枪的面上形成。
3.在具备萤光体屏幕，靠近此萤光体屏幕设置的，穿设了多数透孔的荫罩板，通过此荫罩板的透孔，使电子束向萤光体屏幕碰撞而使之发光的电子枪的彩色显像管的制造方法中，其特征在于具备在上述荫罩板上穿设多数透孔的工序，使上述荫罩板成形为具有规定形状的工序，在上述荫板的表面上涂敷含有金属醇盐化合物悬浊液的工序，使上述荫罩板进行热处理的工序而成的彩色显像管的制造方法。
4.根据权利要求
3所述的彩色显像管的制造方法，其特征是在涂敷悬浊液的工序和热处理工序中，荫罩板的温度约为70℃以上。
5.根据权利要求
3所述的彩色显像管的制造方法，其特征是在向荫罩板的表面上涂敷悬浊液的工序中，照射红外线。
6.根据权利要求
3所述的彩色显像管的制造方法中，其特征是上述层是在荫罩板成形为具有规定形状的工序和向荫罩板的表面上涂敷悬浊液的工序之间至少包含形成萤光体屏幕的工序。
7.根据权利要求
3所述的彩色显像管制造方法，其特征是金属醇盐化合物是从硅、钛、铝、锆的一组中选择一个，或者是它们的混合物。
8.根据权利要求
3所述的彩色显像管的制造方法，其特征是悬浊液中的填加剂是从碳化硅，氧化锰，氧化铬，氧化铁，氧化钴，氧化铜，锆石，锆，铋，铅，钨以及上述三类氧化物组中选择一个，或者是其混合物。
9.根据权利要求
3所述的彩色显像管的制造方法，其特征是热处理工序后的层的厚度为1μm至30μm。
专利摘要
彩色显像管的荫罩板，配置在萤光体屏幕的附近，具有选择从电子枪发射的电子束的透孔。在荫罩板的表面上形成由非晶体金属氧化物，非晶体氢氧化物或者其混合物中的一种，例如氧化硅形成的粘合剂，以及由金属，金属氧化物，金属碳化物，金属氮化物或者这些当中的两种以上的混合物中的任何一种，例如锆粉形成的填加剂组成的涂层。此涂层使荫罩板的热辐射提高，使电子的散射减轻，还使剩余发射率提高。
文档编号H01J29/07GK86105739SQ86105739
公开日1987年2月11日 申请日期1986年7月16日
发明者小池教雄, 松田秀三, 时田清, 木田金治 申请人:东芝有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan