カラー陰極線管及びその製造方法
【課題】蛍光面へのバリウム膜の付着を抑制し、バリウム膜による輝度劣化及び輝度むらを防止し、かつ、所定以上のゲッター吸着能力を保持し、さらには、設計上の放電電流を維持する高輝度カラー陰極線管を提供し、さらに、設備投資を行わない高輝度カラー陰極線管の製造方法を提供する。
【解決手段】陰極線管体内に、電子銃６と蛍光面３と色選別機構４と内部磁気シールド９とゲッター部１２を有してなるカラー陰極線管１であって、ゲッター部は、前記内部磁気シールドを介して前記蛍光面３中心へのゲッター材の飛散を維持できる位置に配置され、ゲッター部１２に対向する内部磁気シールド９の面には、複数のゲッター窓１３、１３ａが形成されてなる
【解決手段】陰極線管体内に、電子銃６と蛍光面３と色選別機構４と内部磁気シールド９とゲッター部１２を有してなるカラー陰極線管１であって、ゲッター部は、前記内部磁気シールドを介して前記蛍光面３中心へのゲッター材の飛散を維持できる位置に配置され、ゲッター部１２に対向する内部磁気シールド９の面には、複数のゲッター窓１３、１３ａが形成されてなる
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビ受像機や、ディスプレイ端末用等に用いられるカラー陰極線管に関し、陰極線内部で高真空を保つためのゲッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー陰極線管３０は、図７に示すように、前面ガラスパネル３１（以下、パネルと呼ぶ）と、漏斗状のガラスファンネル３７（以下、ファンネルと呼ぶ）と、ガラスネック部４１（以下、ネック部と呼ぶ）とにより真空外囲器、すなわち陰極線管体が構成される。この陰極線管体内には、色選別機構３３と外部磁界を遮蔽する内部磁気シールド４０（Inner Magnetic Shield）が配置され、パネル３１の内面に赤、緑及び青の３色の蛍光体を塗布した蛍光スクリーン、すなわち蛍光面３２が形成され、さらにネック部４１内に電子放出機構を有する電子銃４２が配置される。色選別機構３３としては、例えば多数の電子通過孔が形成された色選別用電極薄板を有する、いわゆるシャドーマスク（Shadow Mask）、或いは、すだれ状の隙間（電子通過孔）を設けた色選別用電極薄板をフレームに架張してなる、いわゆるアパーチャーグリル（Aperture Gril）等が用いられる。
【０００３】
さらに陰極線管内部には、陰極線管稼動状態で真空雰囲気を維持する為に、ゲッター容器内にバリウムを主成分とするゲッター材を下収納したゲッター部３９が配置される。製造工程中に、ゲッター部３９を加熱することによって、バリウム材を飛散させ、陰極線管内壁に付着させる。このようにゲッター皮膜であるバリウム膜を管内に形成することによって、バリウム膜に管内の排気残留ガスや陰極線稼動時の放出ガスを吸着させ、良好な真空度を保持することができる。
ゲッター部３９には、アルミニウムバリウム合金を粉砕した粉末とニッケル粉末を主に混合したものが、ステンレス製円形容器に圧縮して詰められている。
【０００４】
カラー陰極線管３０の製造工程において、パネル３１の内面は蛍光体が塗布され蛍光面３２をなし、色選別機構３３、内部磁気シールド４０、ゲッター部３９等をパネル３１とファンネル３７内に配置した後に、パネル３１とファンネル３７をガラスハンダにて接着し、その後電子銃４２を封入して真空排気する。真空排気された陰極線管３０はゲッター飛散工程に送られる。そして、陰極線管３０外部に配置された図示しない高周波コイルに高周波電流を流すことにより、陰極線管内部に配置したゲッター部３９に誘導電流が誘発され、この誘導電流によりゲッターが誘導加熱されて、真空中でバリウム金属が飛散される。当該バリウム粒子は対向したガラス内壁、色選別機構３３、内部磁気シールド４０等に付着する。
このようして、製造工程において陰極線管３０内にバリウム膜が形成される。
特許文献１には、内部磁気シールド４０膜に指向性を持たせた窓を設けることによって、蛍光面３２へのゲッター皮膜の生成を低減し、蛍光面３２の輝度むらを抑制する方法が記載されている。特許文献２においては、色選別機構３３にゲッター皮膜を付着させないために、ゲッター位置を工夫したカラー陰極線管が記載されている。また、特許文献３には、上部へのゲッター飛散を防止するために、ゲッターシールドが用いられている。
【０００５】
ところで、カラー陰極線管の稼動状態においては、電子銃４２から高エネルギーの電子流が発せられ、この電子流が、蛍光面３２を構成する、色の三原色である、赤、青、緑の蛍光体をそれぞれ励起することにより、天然色を伴う光が発せられる。蛍光体は、赤、青、緑の３色で発光効率が異なるため、所望する色を得るためには、予め電子銃４２からの電子流の電流量が調整される。またこの電子流は蛍光面３２にぶつかるだけでなく、反射して他の内蔵物にも衝突するので、これにより陰極線管３０内において、ガス分子がたたき出されることになる。
【特許文献１】特開２００３−６８２３６号公報
【特許文献２】特開平１１−１６２３８０号公報
【特許文献３】実開平１−７０２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、第１の課題について説明する。
ゲッター材であるバリウムは気体と非常に強い反応を示す金属であり、陰極線管内に上述したようなガス分子がある場合には、そのガス分子と強く反応し、すなわちガス分子を吸着する。従来、この作用を利用し、バリウム膜に、排気残りのガス分子や、稼動時に内蔵物から電子銃からの電子ビームによって叩き出されてくるガス分子を吸着させることによって、陰極線管内の高真空が保持されている。
【０００７】
上述したように、陰極線管は、バリウム膜へのガス分子の吸着により高真空が保持されているが、バリウム膜はバリウム原子が多層にわたり積層された状態のため、バリウム膜表面に吸着したガス分子は、その後、時間の経過と共にバリウム膜内部に拡散していく。また、ガス分子によってバリウムとの結合エネルギーが異なるため、バリウム膜へのガス分子の衝突時の吸着率、すなわち、捕捉確立が異なり、バリウム膜への一度の衝突では捕捉されないガス分子も多い。したがって、バリウム膜へのガス分子のガス吸着率は、バリウム表面積に大きく律速される。さらに、ガス分子のバリウム膜内部への拡散速度は、バリウム膜表面への吸着速度に比べ非常に小さい為、陰極線管の寿命時間を通じてのバリウム吸着能力は、バリウム膜の厚さではなく、バリウム膜の表面積に大きく依存することとなる。
【０００８】
また、ガスの放出速度は寿命時間を通じて一定ではなく、当初は非常に多いが時間と共に減衰するため、ゲッター量はバリウム膜寿命とガス放出量のバランスで決められる。しかし、ゲッター量が多くても、バリウム膜が厚いと、上述したように表面ガス吸着面積が減少するため、吸着能力が悪くなり、ガス分子のバリウム膜内部への拡散が不十分な時点で全表面にガスが吸着してしまい、ガス吸着能力が飽和してしまう。
【０００９】
したがって、ゲッターを使用する際の第１の課題として、初期のガス吸着速度、及び、陰極線管寿命時間を通じてのバリウムのガス吸着能力、すなわちゲッター吸着能寿命を確保するために、バリウムの厚さが均一で、広面積なバリウム膜を得ることが根本となる。
【００１０】
次に、第２の課題について説明する。
ファンネル内面には陽極高電圧を供給するアノードボタンが設置されている。このアノードボタンに供給された２０乃至３０ｋＶ程度の高電圧が、蛍光面、色選別機構、及び電子銃に供給される。このアノードボタンに供給された高電圧は、ファンネル内面に塗布された導電性皮膜を介し、蛍光面などに供給される。導電性皮膜は、主として、粒状グラファイト及び水ガラスよりなる。
【００１１】
電子銃から発せられたマイナスの電子流は、アノードボタンから電子銃へ供給されたプラスの高電圧により加速され、プラスの高電圧となっている蛍光体が塗られたパネルの内面、すなわち蛍光面に衝突し、光を発する。このため、蛍光面上にバリウム膜が付着していると、このバリウム膜により、マイナスの電子流は妨害され、蛍光面に達する電子数が少なくなり、出てくる光、すなわち輝度、明るさが劣化する。
この輝度劣化率は蛍光面上のバリウム膜の厚さにより異なり、以下の関係がある。
【００１２】
【数１】
Ｂは発光明るさ、Ｅｂ（ｋＶ）はアノードボタンにかかる電圧、Ｉｂは電子銃から発せられる電子ビーム電流（ｍＡ）、Ｓはラスター面積（ｍ３）、Ｔｆはパネルのガラス光透過率及び蛍光面発光効率、Ｅ０はバリウムの膜厚、蛍光体層、及び、蛍光体上に蒸着したアルミ膜厚により変動する値である。
【００１３】
ここで、蛍光面上には、極力バリウムの付着を避ける必要があり、上述したように特許文献１及び２では、蛍光面上にバリウムの付着を回避する工夫がなされているが、バリウム膜が全く無い場合には、寿命時間の吸着能力が劣ることとなるので、なるべく薄く広い面積で、均一な膜厚のバリウム付着が求められる。また、蛍光体上へのバリウム膜の膜厚が大きくばらつくと、画面での輝度差が大きくなり、画面上で暗く感じる場所がでてくる。
【００１４】
したがって、ゲッターを使用する際の第２の課題として、高輝度の陰極線管を得るために、蛍光面への均一な厚さで薄く広い面積のバリウム膜を作ることが挙げられる。
【００１５】
最後に第３の課題について説明する。
電子銃には、電子流を発散させないように、低電圧も供給される。このため、電子銃内の高電圧供給部と低電圧供給部の間は２０ｋＶ程度の大きな電位差となり、この間にごみがある場合や電界集中が起こると部品間で放電現象を生ずる事がある。放電現象が起きると、陽極電圧供給部であるアノードボタンから電子銃を介し、回路に放電電流が流れ、この放電電流が高い場合は、故障の原因となる。
【００１６】
従来、上述した放電電流を低く抑えるために、導電性皮膜の電気抵抗を高くし、流れる電流を抑えるということが行われている。
ところで、陰極線管においては、上述したように、真空度を維持するためにゲッター及びバリウム膜の形成は不可欠なものであるが、この蒸着バリウム膜は、陰極線管内の真空中では金属バリウムとなっているために非常に導電性が高い。また、特許文献１のように、蛍光面にバリウム膜を付着させないようにするために、内部磁気シールドの裏側にゲッターを配置する方法や、特許文献３のようにゲッター上部にゲッターシールドを取付け、上部へのゲッター飛散を防止する方法が取られるが、飛散バリウムは前述したとおり、金属に衝突した場合、跳ね返され他の部分に付着する。
【００１７】
ゲッター上部に設けられた内部磁気シールドやゲッターシールドなどの金属に跳ね返されたバリウムは、ファンネルに堆積する。このように、従来の方法では、内部磁気シールドやゲッターシールドと対向したファンネル位置にバリウムが厚く付着し、さらには、ファンネルの電子銃の近くまでバリウムが付着する。
このため、バリウム膜がファンネル内に形成された導電性皮膜上に付着した場合には、電流は導電性皮膜内部を通らず、抵抗の小さいバリウム膜を通ることとなり、導電性皮膜の電気抵抗値を高くしても高電流となる。したがって、バリウム膜により、大きな放電電流が発生しやすくなる。すなわち、導電性皮膜にバリウム膜が付着することによって、バリウム膜と電子銃間の導電性皮膜の距離が短くなることによって、導電性皮膜の抵抗が大きなものであったとしても、電流が流れやすくなる。
【００１８】
したがって、ゲッターを使用する際の第３の課題として、放電電流が回路に流れ込むのを防ぐために、ゲッター飛散の際に、陽極電圧供給部であるアノードボタンの近傍、及ファンネル、及び電子銃付近のファンネルにバリウム膜が厚く付着するのを回避することが挙げられる。
【００１９】
以上のように、ゲッター使用の際の課題として、第１〜３の課題が挙げられる。ところが、第１の課題であるゲッター吸着能寿命時間を延ばすためには、広い面積が取れる蛍光面上にバリウム膜を付着させることが考えられるが、そうすると、第２の課題である高輝度で均一な輝度が得られない可能性がある。そして、第２の課題である高輝度で均一な輝度を確保するためには、蛍光面上にバリウム膜を付着させない方法が考えられるが、そうすると、アノードボタン、及びファンネルにバリウム膜が厚く形成されて、放電電流がアノードボタンを介して回路に流れ込み、故障の原因となり、さらには、ゲッター吸着能寿命時間も短くなる。第３の課題である放電電流を抑制するために、アノードボタン近傍にバリウム膜を形成させないようにするには、第１の課題である、ゲッター吸着能寿命時間が犠牲になってしまう。従来のゲッター使用においては、以上のようなトリレンマがあり、第１〜第３までの課題を同時に解消することができない。また、ゲッター位置の大幅な変更はゲッター飛散装置の大幅な改造が必要であり、コストアップへ繋がる。
よって、ゲッターを使用する際の究極の課題としては、コストアップ無く、高輝度を得ることがあげられる。
【００２０】
本発明は、上述の点に鑑み、蛍光面へのバリウム膜の付着を抑制し、バリウム膜による輝度劣化及び輝度むらを防止し、かつ、所定以上のゲッター吸着能力を保持し、さらには、設計上の放電電流を維持する高輝度カラー陰極線管を提供し、さらに、設備投資を行わない高輝度カラー陰極線管の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のカラー陰極線管は、陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドとゲッター部を有してなるカラー陰極線管であって、ゲッター部は、内部磁気シールドを介して前記蛍光面中心へのゲッター材の飛散を維持できる位置に配置され、ゲッター部に対向する内部磁気シールドの面には、複数のゲッター窓が形成されてなることを特徴とする。
【００２２】
本発明のカラー陰極線管では、内部磁気シールドに複数のゲッター窓を有することにより、ゲッター材が陰極線管体全体に飛散される。
【００２３】
本発明のカラー陰極線管の製造方法は、陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドを有するカラー陰極線管の製造方法であって、陰極線管体内に、蛍光面の中心に向かうようにゲッター部を配置し、ゲッター部に対向する位置に複数のゲッター窓を有する内部磁気シールドを色選別機構に取り付ける工程と、陰極線管体を真空封止した後、ゲッター部を加熱してゲッター材を飛散させる工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明のカラー陰極線管体の製造方法では、ゲッター部が蛍光面の中心に向かってゲッター部が配置され、複数のゲッター窓を介してゲッター材が飛散されるので、管内に均一にゲッター膜が形成される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、バリウム膜は蛍光体上に均一に飛散し、さらに、内部磁気シールド上とファンネル内面の電子銃から離れた所望の部分に付着する。このため、ゲッター吸着能寿命が優れ、放電電流も抑制され、かつ輝度を落とすことなく、輝度むらのない高輝度カラー陰極線管を製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１、２に本発明に係るカラー陰極線管の一実施の形態の概略構成を示す。一般的に、テレビやコンピュータなどに組み込まれたカラー陰極線管は、視聴者から見て、水平方向と垂直方向の寸法が異なっており、水平方向の寸法が長くなっている。図１は、本例におけるカラー陰極線管１の水平方向の概略断面構成であり、図２は、垂直方向の真上から陰極線管１の一部断面を示す概略構成を示す。
【００２８】
本実施の形態に係るカラー陰極線管１は、パネル２とファンネル１５とネック部５とがガラスハンダによって接合されてなる陰極線管体の、パネル２の内面に、赤、緑、及び青の蛍光体層からなるカラー蛍光面（以下蛍光面）３が形成され、この蛍光面３に対向して色選別機構４（アパーチャーグリル、シャドウマスク等）が配置され、ネック部５内に電子銃６が配置されてなる。色選別機構４は、これに取り付けられている支持スプリング７の先端をパネル２の内側壁に一体のパネルピン８に接合させてパネル２内に支持される。また、色選別機構３には、地磁気の影響を防ぐための内部磁気シールド９が取り付けられている。そして、陰極線管体内部には、ファンネル１５からネック部５の一部にわたって、導電性皮膜１４が塗布されている。図３に、本実施の形態における色選別機構４である例えばアパーチャーグリルと内部磁気シールド９の概略分解図を示す。色選別機構４であるアパーチャーグリルは、相対向する支持部材５１，５２と、その両端間に連接された弾性付与部材５３，５４とからなるフレーム１０ガ設けられ、支持部材５１，５２間にすだれ状間隙（電子流透過孔）が形成されて、色選別用薄板５５が架張されてなる。各支持部材５１，５２、弾性付与部材５３，５４には、パネルピンに嵌合する嵌合手段５６を有する。支持スプリング７がスプリングホルダー５７を介して溶接されている。
本例では、内部磁気シールド９は、図３に示すように、色選別機構４のフレーム部１０を覆うようにして配置される。このとき、また、図２に示すように、例えば円形のゲッター容器にゲッター材が収納されたゲッター部１２を有するゲッター手段は、陰極線管１のファンネル１５に形成された陽極電圧供給部であるアノードボタン１１に取り付けられている。
【００２９】
図４に、本例のゲッター手段２０の概略構成図(図４Ａ)と、ゲッター手段２０をアノードボタン１１に取り付けたときの概略断面構成（図４Ｂ）を示す。本実施の形態におけるゲッター手段２０は、ゲッター手段２０をアノードボタン１１に取り付けるための取付部１７と、ゲッター部１２と取付部１７を接続するためのゲッタースプリング１６とが互いに接合され、構成されている。このゲッター手段２０の取付部１７に形成された孔部１７Ａを陰極線管１のファンネル１５内に突出するアノードボタン１１の凸部に圧入して固定され、ゲッタースプリング１６の長手方向２２と、管軸方向２２とが、垂直関係を有するようにアノードボタン１１に取り付けられる。よって、ゲッター手段２０は、管軸と垂直関係を有するようにファンネル１５面に沿って取り付けられる。このとき、ファンネル１５の曲率の関係から、ゲッター部１２の向きは蛍光面３の略センターに対向する。つまり、ゲッター部１２がアノードボタン１１と同じ高さになることにより、蛍光面３の略センターにゲッター部１２が向くようになる。またこのとき、図４Ｂに示すように、ゲッタースプリング１６に設けられた接触支持部１８によってゲッター部１２がファンネル１５の内面に弾性的に接触して固定される。
【００３０】
ここで、陰極線管体のファンネル１５の内面は管軸方向２２に沿う方向（上下方向）の曲率Ｒ１と、管軸に直交する軸に沿う方向（左右方向）の曲率Ｒ２とは異なる。すなわち、曲率Ｒ１＞曲率Ｒ２の関係にある。ゲッター手段２０は、アノードボタン１１に取り付けられた状態でゲッタースプリング１６の長手方向が、上記曲率Ｒ２に沿うように、画面の長辺方向（いわゆる横向き）に配置される。この配置によって、ゲッター部１２は蛍光面３の中心に向くようになる。
【００３１】
そして、アノードボタン１１に取り付けられたゲッター部１２の対向する内部磁気シールド９面には、主ゲッター窓１３とサブゲッター窓１３ａで構成される複数のゲッター窓が形成されている。
ここで、ゲッター窓１３とは、アノードボタン１１に取り付けられたゲッター部１２から飛散されたバリウムを、蛍光面３方向へ飛散させるための窓である。また、本来内部磁気シールド９は、外部磁気を遮断し、外部磁気による電子流へのフレミングの左手の法則を防止することにあるため、すなわち、電子流のミスランディングを防止するため、大きなゲッター窓をあけることは出来ないうえに、大きなゲッター窓を開けることは、蛍光面３へのバリウム付着厚を大きくすることとなる。本実施の形態においては、このような関係から最適なゲッター窓１３、１３ａが形成される。
本例において、主のゲッター窓１３の面積は、８０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）とし、その両側にサブゲッター窓１３ａとして、３０ｍｍ（縦）×５ｍｍ（横）程度で設ける。
ゲッター窓として、主ゲッター窓１３とサブゲッター窓１３ａを構成することにより、バリウム材の蒸発（ゲッターフラッシュ）時には、ゲッター窓を通して直線的に飛散していくと共に、主ゲッター窓１３とサブゲッター窓１３ａが設けられた内部磁気シールド９によりバリウム粒子が方向を変えることにより、光の干渉膜のようにバリウムが飛散していくので、均一な厚さのバリウム膜を得ることができる。よって、蛍光面３へのバリウム膜も均一化し、蛍光面３の輝度がより均一となる。さらには、内部磁気シールド９に反射してファンネル１５にバリウム膜が厚く形成されることを回避することができる。
【００３２】
さらに好ましくは、ゲッター部１２の対向する内部磁気シールド９面の複数のゲッター窓が、図５に示すように、円形すだれ状に形成される。円形であるゲッター部１２の外形が２０ｍｍとすると、すだれ状円形窓の外形は例えば７０ｍｍとし、複数のゲッター窓１３ｂとなる開口部とめくら部のすだれ形状をそれぞれ５ｍｍ幅とする。この場合には、バリウムはゲッター窓１３ｂを通して直線的に飛散していくと共に、すだれ状に開けられた内部磁気シールド９の開口金属端に衝突するバリウムが方向を変えることにより、光の干渉膜のようにバリウムが飛散していくので、より均一な厚さのバリウム膜を得ることができるので、蛍光面３へのバリウム膜も均一化し、蛍光面３の輝度がより均一となり、高精細な画像が得られる。さらには、内部磁気シールド９に反射してファンネル１５にバリウム膜が厚く形成されることを回避することができる。このすだれ状のゲッター窓１３ｂの形状は、蛍光面３と内部磁気シールド９との距離などから適宜決定されるものであり、以上に限られたものではない。また、本実施の形態におけるゲッター窓の大きさは、２５〜３０インチの画面に対応するものである。
【００３３】
また、本実施の形態においては、ゲッター手段２０は、アノードボタン１１に取り付ける構成としたが、内部磁気シールド９へ取り付ける構成としてもよい。また、本実施の形態では、ゲッター手段２０は１つしか設けてないが、複数個設けることも可能である。この場合も、複数のゲッター窓が設けられる。
【００３４】
ところで、通常のゲッター材としては、ファンネル１５側へのバリウム付着を嫌うため、窒素が入っていないソフトフラッシュゲッターと呼ばれるゲッターが用いられる。このゲッターの場合には、バリウムは略直線的に上部に飛散していくので、バリウム飛散の指向性がある。放電電流がそれほど大きくならない陰極線管モデルの場合には、ゲッター材に窒素を入れておき、ゲッター飛散前に窒素を放出させ、飛散バリウムがこの窒素と衝突することより、不規則な蒸発方向となり、付着面積を広げることができる窒素ドープゲッターも使用される。
【００３５】
しかし、上述したようなゲッター材では、内部磁気シールド９の裏側、すなわちゲッターの上部となる内部磁気シールド９側と、内部磁気シールド９の対向するファンネル１５位置にバリウムが厚く付着し、ゲッター吸着能寿命が不足し、設計寿命が満足できないものもある。これを満足しようとすると、ゲッター窓１３を大きくせざるを得ず、輝度が劣化するデメリットがある。
【００３６】
そこで本実施の形態では、ソフトフラッシュゲッターや、窒素ドープゲッターに代えて、窒素２度蒸発ゲッター（Delayed Nitrogen Doped Getter：ＤＮＤゲッター）を使用する。通常ゲッターでは、バリウム飛散前にゲッター１２から窒素を蒸発させるのに対し、ＤＮＤゲッターでは、バリウム蒸発中にも窒素を再度蒸発させる。バリウム飛散は、ゲッター部１２により異なるが、飛散開始から１０秒程度継続する。通常の窒素ドープゲッターの場合には、最初の窒素は、最初のバリウム飛散時にバリウムに吸着され、窒素がなくなってしまう。そのため、それ以後のバリウムは、上部へ直線的に飛散するようになる。ＤＮＤゲッターでは、窒素を再度蒸発させることにより、飛散バリウムは、再度不規則な方向へ飛散するようになり、結果的に、バリウム付着面積が広くなる。
【００３７】
窒素蒸発がない場合、バリウムの飛散方向は直線的で、最初の飛散速度を維持するためにバリウムは蛍光面３まで到達する。しかし、窒素ドープの場合には、衝突による速度劣化により蛍光面３まで到達するバリウムが少なくなり、色選別機構４に付着するバリウムが多くなる。また、内部磁気シールド９の裏側でも、ＤＮＤゲッターでない場合には、バリウム蒸発速度が速いため、内部磁気シールド９裏側及びファンネル１５内面にバリウムが衝突する回数が増加し、結果として、広範囲のバリウム付着となる。これに対し、ＤＮＤゲッターの場合には、速度が弱まるため、内部磁気シールド９裏側とファンネル１５内部への付着面積をコントロールでき、所望のゲッター寿命を得ることができる。
【００３８】
なお、色選別機構４がシャドーマスクの場合、マスク裏側にバリウムが付着すると温度によるマスク拡張が起こり、色ずれが起きてくるが、本例のアパーチャーグリルでは、マスクにテンションをかけているため、色ずれが起こらず、高輝度を得ることが出来る。
【００３９】
本実施の形態のカラー陰極線管１の、ゲッター飛散工程における様子を、図６に模式的に示す。図６において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
本例のゲッター飛散工程においては、陰極線管外部に設置された誘導加熱装置２３のゲッターコイルに高周波電流を流すことによって、陰極線管内部に配置したゲッター部１２に誘導電流を誘発させ、この誘導電流により、ゲッター部１２を誘導加熱し、真空中でバリウム金属を飛散させる。本例では、ゲッター部１２と対向する内部磁気シールド９膜に複数のゲッター窓１３，１３ａ（図２参照）が形成されることにより、ゲッター部１２から飛散するバリウム粒子が、拡散されながら均一に陰極線管内部に付着する。また、複数のゲッター窓を構成する主ゲッター窓１３、及びサブゲッター窓１３ａを有することにより、ゲッターから飛散したバリウムが内部磁気シールド９に跳ね返されて、アノードボタン近傍や、ファンネルに厚く堆積することを防ぐことができる。よって、放電電流を抑制することができる。
【００４０】
次に、本実施の形態のカラー陰極線管の製造方法の一例を説明する。
色選別機構４のフレーム部１０に複数のゲッター窓１３，１３ａを設けた内部磁気シールド９を取り付ける。内面に蛍光面３を形成したパネル２のスカート部を、この色選別機構４に一体に設けられた支持スプリング７を介してパネルピン８に固定する。
そして、ファンネル１５に取り付けたアノードボタン１１に、ゲッター手段２０をそのゲッター部１２が複数のゲッター窓１３，１３ａに対向し、且つ、蛍光面３の中心に向かうように取り付ける。
【００４１】
予めファンネル１５からネック部５の一部にわたり内面に導電性皮膜１４が形成される。
次に、パネル２とファンネル１５を、ガラスハンダを介して接合する。ネック部５内に電子銃６を挿入配置し、管体内を排気しながらネック部を封止する。そして、管体外部から誘導加熱装置を用いて、ゲッター部１２を加熱し、ゲッター材を蒸発、飛散させてゲッター膜を蛍光面及び、電子銃から十分離れたところのファンネル内を含め、全体的に薄く均一に形成する。このようにして、目的のカラー陰極線管を得る。
【００４２】
ここで、比較例１として、図８に従来の陰極線管におけるゲッター飛散工程の概略断面構成を模式的に示す。従来のゲッターにおいては、図８に示すように、ゲッタースプリングの長手方向と陰極線管の管軸方向が平行関係のファンネル３７面に沿うようにゲッター部３９が取り付けられている。図８において、図７に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
ファンネル３７は上下左右方向にそれぞれ曲率をもっているので、本例のように、ゲッタースプリングが長い場合には、図８に示すように、バリウムが蛍光面方向に内部磁気シールドを介さずに対向するので、すべて蛍光面上に飛散し、厚膜２５となってしまう。
さらに、図９にも、比較例２として、従来の陰極線管において、ゲッタースプリングが短い場合のゲッター飛散工程の概略断面構成を模式的に示す。ゲッタースプリングが短い場合、従来の内部磁気シールド２４においては、図９に示すように、バリウム飛散用のゲッター窓がゲッターと対向する内部磁気シールド２４面に1箇所設けてある。図９において、図７に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
比較例２のように、1箇所のゲッター窓によって、バリウムを飛散させるためには、ゲッター部２７よりも大きなゲッター窓が通常必要だが、前述したとおり、大きなゲッター窓を介して、バリウムを飛散させると、バリウムは蛍光面の一部に厚く付着してしまう。また、ゲッター窓近傍ではゲッター部２７位置のファンネル３７の曲率も加味して、内部磁気シールドに跳ね返されたバリウムが、ファンネル３７の電子銃４２側に付着し、厚膜２６となってしまう。
【００４３】
本実施の形態では、ゲッター部１２を支持するゲッタースプリング１６の長手方向２２と陰極線管の管軸方向２１が直行関係を有するようにゲッター手段２０をアノードボタン１１に取り付けることによって、ゲッター部１２が蛍光面３のセンター面に向かうようにファンネル１５に固定されて配置され、複数のゲッター窓１３、１３ａからバリウムが拡散されるので、ファンネル１５曲率の影響が緩和され、蛍光面３を含め、全体的に均一にバリウムを付着させることができる。このような構成では、従来のゲッター手段２０をそのまま用いて、取り付ける方向を変えるのみでよい。よって、陰極線管製造工程のゲッター飛散工程においては、誘導加熱手段２３を移動するだけで対応できる。誘導加熱手段２３は、ロボットに取り付けられているので、単に、ロボットへのティーチングのみを行うことにより対応できる。このように、ゲッター手段２０の設計変更が不要であり、設備改造も不要であるので、製造コストも削減できる。さらに、本実施の形態においては、ゲッター材として、ＤＮＤゲッターを用いることにより、飛散させるバリウムをさらに拡散することができるので、所望のゲッター吸着能寿命を確保することが出来る。
【００４４】
本発明は、陰極線管のみならず、ゲッターを使用し、内部を真空に保持する表示装置へも利用できる。具体的には、ＦＥＤ（Field Emission Display）やＳＥＤ（Surface-conduction Electro-emitter）等の平面型表示装置内部に取り付けられたゲッターへも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態におけるカラー陰極線管の概略断面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるカラー陰極線管の上面から透過してみたときの概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における色選別機構及び内部磁気シールドの分解したときの概略構成図である。
【図４】Ａ、Ｂ本発明の一実施形態におけるゲッター支持板の概略構成図と、ゲッター支持板をアノードボタンに取り付けたときの概略断面構成図である。
【図５】本発明の一実施形態における内部磁気シールドに形成されるゲッター窓の他の例である。
【図６】本実施の一実施形態におけるゲッター飛散工程における模式図である。
【図７】従来のカラー陰極線管の概略断面構成図である。
【図８】従来の陰極線管のゲッター飛散工程における模式図である。
【図９】従来の陰極線管のゲッター飛散工程における模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、３０・・（カラー）陰極線管、２、３１・・パネル、３、３２・・蛍光面、４、３３・・色選別機構、５、４１・・ネック部、６、４２・・電子銃、７、３４・・支持スプリング、８、３５・・パネルピン、９、４０・・内部磁気シールド、１０・・フレーム部、１１・・アノードボタン、１２、３９，２７・・ゲッター部、１３・・ゲッター窓、１３ａ・・サブゲッター窓、１３ｂ・・ゲッター窓、１４、３８・・導電性皮膜、１５、３７・・ファンネル、１６・・ゲッタースプリング、１７・・取付部、１８・・接触支持部、２０・・ゲッター手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビ受像機や、ディスプレイ端末用等に用いられるカラー陰極線管に関し、陰極線内部で高真空を保つためのゲッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー陰極線管３０は、図７に示すように、前面ガラスパネル３１（以下、パネルと呼ぶ）と、漏斗状のガラスファンネル３７（以下、ファンネルと呼ぶ）と、ガラスネック部４１（以下、ネック部と呼ぶ）とにより真空外囲器、すなわち陰極線管体が構成される。この陰極線管体内には、色選別機構３３と外部磁界を遮蔽する内部磁気シールド４０（Inner Magnetic Shield）が配置され、パネル３１の内面に赤、緑及び青の３色の蛍光体を塗布した蛍光スクリーン、すなわち蛍光面３２が形成され、さらにネック部４１内に電子放出機構を有する電子銃４２が配置される。色選別機構３３としては、例えば多数の電子通過孔が形成された色選別用電極薄板を有する、いわゆるシャドーマスク（Shadow Mask）、或いは、すだれ状の隙間（電子通過孔）を設けた色選別用電極薄板をフレームに架張してなる、いわゆるアパーチャーグリル（Aperture Gril）等が用いられる。
【０００３】
さらに陰極線管内部には、陰極線管稼動状態で真空雰囲気を維持する為に、ゲッター容器内にバリウムを主成分とするゲッター材を下収納したゲッター部３９が配置される。製造工程中に、ゲッター部３９を加熱することによって、バリウム材を飛散させ、陰極線管内壁に付着させる。このようにゲッター皮膜であるバリウム膜を管内に形成することによって、バリウム膜に管内の排気残留ガスや陰極線稼動時の放出ガスを吸着させ、良好な真空度を保持することができる。
ゲッター部３９には、アルミニウムバリウム合金を粉砕した粉末とニッケル粉末を主に混合したものが、ステンレス製円形容器に圧縮して詰められている。
【０００４】
カラー陰極線管３０の製造工程において、パネル３１の内面は蛍光体が塗布され蛍光面３２をなし、色選別機構３３、内部磁気シールド４０、ゲッター部３９等をパネル３１とファンネル３７内に配置した後に、パネル３１とファンネル３７をガラスハンダにて接着し、その後電子銃４２を封入して真空排気する。真空排気された陰極線管３０はゲッター飛散工程に送られる。そして、陰極線管３０外部に配置された図示しない高周波コイルに高周波電流を流すことにより、陰極線管内部に配置したゲッター部３９に誘導電流が誘発され、この誘導電流によりゲッターが誘導加熱されて、真空中でバリウム金属が飛散される。当該バリウム粒子は対向したガラス内壁、色選別機構３３、内部磁気シールド４０等に付着する。
このようして、製造工程において陰極線管３０内にバリウム膜が形成される。
特許文献１には、内部磁気シールド４０膜に指向性を持たせた窓を設けることによって、蛍光面３２へのゲッター皮膜の生成を低減し、蛍光面３２の輝度むらを抑制する方法が記載されている。特許文献２においては、色選別機構３３にゲッター皮膜を付着させないために、ゲッター位置を工夫したカラー陰極線管が記載されている。また、特許文献３には、上部へのゲッター飛散を防止するために、ゲッターシールドが用いられている。
【０００５】
ところで、カラー陰極線管の稼動状態においては、電子銃４２から高エネルギーの電子流が発せられ、この電子流が、蛍光面３２を構成する、色の三原色である、赤、青、緑の蛍光体をそれぞれ励起することにより、天然色を伴う光が発せられる。蛍光体は、赤、青、緑の３色で発光効率が異なるため、所望する色を得るためには、予め電子銃４２からの電子流の電流量が調整される。またこの電子流は蛍光面３２にぶつかるだけでなく、反射して他の内蔵物にも衝突するので、これにより陰極線管３０内において、ガス分子がたたき出されることになる。
【特許文献１】特開２００３−６８２３６号公報
【特許文献２】特開平１１−１６２３８０号公報
【特許文献３】実開平１−７０２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、第１の課題について説明する。
ゲッター材であるバリウムは気体と非常に強い反応を示す金属であり、陰極線管内に上述したようなガス分子がある場合には、そのガス分子と強く反応し、すなわちガス分子を吸着する。従来、この作用を利用し、バリウム膜に、排気残りのガス分子や、稼動時に内蔵物から電子銃からの電子ビームによって叩き出されてくるガス分子を吸着させることによって、陰極線管内の高真空が保持されている。
【０００７】
上述したように、陰極線管は、バリウム膜へのガス分子の吸着により高真空が保持されているが、バリウム膜はバリウム原子が多層にわたり積層された状態のため、バリウム膜表面に吸着したガス分子は、その後、時間の経過と共にバリウム膜内部に拡散していく。また、ガス分子によってバリウムとの結合エネルギーが異なるため、バリウム膜へのガス分子の衝突時の吸着率、すなわち、捕捉確立が異なり、バリウム膜への一度の衝突では捕捉されないガス分子も多い。したがって、バリウム膜へのガス分子のガス吸着率は、バリウム表面積に大きく律速される。さらに、ガス分子のバリウム膜内部への拡散速度は、バリウム膜表面への吸着速度に比べ非常に小さい為、陰極線管の寿命時間を通じてのバリウム吸着能力は、バリウム膜の厚さではなく、バリウム膜の表面積に大きく依存することとなる。
【０００８】
また、ガスの放出速度は寿命時間を通じて一定ではなく、当初は非常に多いが時間と共に減衰するため、ゲッター量はバリウム膜寿命とガス放出量のバランスで決められる。しかし、ゲッター量が多くても、バリウム膜が厚いと、上述したように表面ガス吸着面積が減少するため、吸着能力が悪くなり、ガス分子のバリウム膜内部への拡散が不十分な時点で全表面にガスが吸着してしまい、ガス吸着能力が飽和してしまう。
【０００９】
したがって、ゲッターを使用する際の第１の課題として、初期のガス吸着速度、及び、陰極線管寿命時間を通じてのバリウムのガス吸着能力、すなわちゲッター吸着能寿命を確保するために、バリウムの厚さが均一で、広面積なバリウム膜を得ることが根本となる。
【００１０】
次に、第２の課題について説明する。
ファンネル内面には陽極高電圧を供給するアノードボタンが設置されている。このアノードボタンに供給された２０乃至３０ｋＶ程度の高電圧が、蛍光面、色選別機構、及び電子銃に供給される。このアノードボタンに供給された高電圧は、ファンネル内面に塗布された導電性皮膜を介し、蛍光面などに供給される。導電性皮膜は、主として、粒状グラファイト及び水ガラスよりなる。
【００１１】
電子銃から発せられたマイナスの電子流は、アノードボタンから電子銃へ供給されたプラスの高電圧により加速され、プラスの高電圧となっている蛍光体が塗られたパネルの内面、すなわち蛍光面に衝突し、光を発する。このため、蛍光面上にバリウム膜が付着していると、このバリウム膜により、マイナスの電子流は妨害され、蛍光面に達する電子数が少なくなり、出てくる光、すなわち輝度、明るさが劣化する。
この輝度劣化率は蛍光面上のバリウム膜の厚さにより異なり、以下の関係がある。
【００１２】
【数１】
Ｂは発光明るさ、Ｅｂ（ｋＶ）はアノードボタンにかかる電圧、Ｉｂは電子銃から発せられる電子ビーム電流（ｍＡ）、Ｓはラスター面積（ｍ３）、Ｔｆはパネルのガラス光透過率及び蛍光面発光効率、Ｅ０はバリウムの膜厚、蛍光体層、及び、蛍光体上に蒸着したアルミ膜厚により変動する値である。
【００１３】
ここで、蛍光面上には、極力バリウムの付着を避ける必要があり、上述したように特許文献１及び２では、蛍光面上にバリウムの付着を回避する工夫がなされているが、バリウム膜が全く無い場合には、寿命時間の吸着能力が劣ることとなるので、なるべく薄く広い面積で、均一な膜厚のバリウム付着が求められる。また、蛍光体上へのバリウム膜の膜厚が大きくばらつくと、画面での輝度差が大きくなり、画面上で暗く感じる場所がでてくる。
【００１４】
したがって、ゲッターを使用する際の第２の課題として、高輝度の陰極線管を得るために、蛍光面への均一な厚さで薄く広い面積のバリウム膜を作ることが挙げられる。
【００１５】
最後に第３の課題について説明する。
電子銃には、電子流を発散させないように、低電圧も供給される。このため、電子銃内の高電圧供給部と低電圧供給部の間は２０ｋＶ程度の大きな電位差となり、この間にごみがある場合や電界集中が起こると部品間で放電現象を生ずる事がある。放電現象が起きると、陽極電圧供給部であるアノードボタンから電子銃を介し、回路に放電電流が流れ、この放電電流が高い場合は、故障の原因となる。
【００１６】
従来、上述した放電電流を低く抑えるために、導電性皮膜の電気抵抗を高くし、流れる電流を抑えるということが行われている。
ところで、陰極線管においては、上述したように、真空度を維持するためにゲッター及びバリウム膜の形成は不可欠なものであるが、この蒸着バリウム膜は、陰極線管内の真空中では金属バリウムとなっているために非常に導電性が高い。また、特許文献１のように、蛍光面にバリウム膜を付着させないようにするために、内部磁気シールドの裏側にゲッターを配置する方法や、特許文献３のようにゲッター上部にゲッターシールドを取付け、上部へのゲッター飛散を防止する方法が取られるが、飛散バリウムは前述したとおり、金属に衝突した場合、跳ね返され他の部分に付着する。
【００１７】
ゲッター上部に設けられた内部磁気シールドやゲッターシールドなどの金属に跳ね返されたバリウムは、ファンネルに堆積する。このように、従来の方法では、内部磁気シールドやゲッターシールドと対向したファンネル位置にバリウムが厚く付着し、さらには、ファンネルの電子銃の近くまでバリウムが付着する。
このため、バリウム膜がファンネル内に形成された導電性皮膜上に付着した場合には、電流は導電性皮膜内部を通らず、抵抗の小さいバリウム膜を通ることとなり、導電性皮膜の電気抵抗値を高くしても高電流となる。したがって、バリウム膜により、大きな放電電流が発生しやすくなる。すなわち、導電性皮膜にバリウム膜が付着することによって、バリウム膜と電子銃間の導電性皮膜の距離が短くなることによって、導電性皮膜の抵抗が大きなものであったとしても、電流が流れやすくなる。
【００１８】
したがって、ゲッターを使用する際の第３の課題として、放電電流が回路に流れ込むのを防ぐために、ゲッター飛散の際に、陽極電圧供給部であるアノードボタンの近傍、及ファンネル、及び電子銃付近のファンネルにバリウム膜が厚く付着するのを回避することが挙げられる。
【００１９】
以上のように、ゲッター使用の際の課題として、第１〜３の課題が挙げられる。ところが、第１の課題であるゲッター吸着能寿命時間を延ばすためには、広い面積が取れる蛍光面上にバリウム膜を付着させることが考えられるが、そうすると、第２の課題である高輝度で均一な輝度が得られない可能性がある。そして、第２の課題である高輝度で均一な輝度を確保するためには、蛍光面上にバリウム膜を付着させない方法が考えられるが、そうすると、アノードボタン、及びファンネルにバリウム膜が厚く形成されて、放電電流がアノードボタンを介して回路に流れ込み、故障の原因となり、さらには、ゲッター吸着能寿命時間も短くなる。第３の課題である放電電流を抑制するために、アノードボタン近傍にバリウム膜を形成させないようにするには、第１の課題である、ゲッター吸着能寿命時間が犠牲になってしまう。従来のゲッター使用においては、以上のようなトリレンマがあり、第１〜第３までの課題を同時に解消することができない。また、ゲッター位置の大幅な変更はゲッター飛散装置の大幅な改造が必要であり、コストアップへ繋がる。
よって、ゲッターを使用する際の究極の課題としては、コストアップ無く、高輝度を得ることがあげられる。
【００２０】
本発明は、上述の点に鑑み、蛍光面へのバリウム膜の付着を抑制し、バリウム膜による輝度劣化及び輝度むらを防止し、かつ、所定以上のゲッター吸着能力を保持し、さらには、設計上の放電電流を維持する高輝度カラー陰極線管を提供し、さらに、設備投資を行わない高輝度カラー陰極線管の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のカラー陰極線管は、陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドとゲッター部を有してなるカラー陰極線管であって、ゲッター部は、内部磁気シールドを介して前記蛍光面中心へのゲッター材の飛散を維持できる位置に配置され、ゲッター部に対向する内部磁気シールドの面には、複数のゲッター窓が形成されてなることを特徴とする。
【００２２】
本発明のカラー陰極線管では、内部磁気シールドに複数のゲッター窓を有することにより、ゲッター材が陰極線管体全体に飛散される。
【００２３】
本発明のカラー陰極線管の製造方法は、陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドを有するカラー陰極線管の製造方法であって、陰極線管体内に、蛍光面の中心に向かうようにゲッター部を配置し、ゲッター部に対向する位置に複数のゲッター窓を有する内部磁気シールドを色選別機構に取り付ける工程と、陰極線管体を真空封止した後、ゲッター部を加熱してゲッター材を飛散させる工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明のカラー陰極線管体の製造方法では、ゲッター部が蛍光面の中心に向かってゲッター部が配置され、複数のゲッター窓を介してゲッター材が飛散されるので、管内に均一にゲッター膜が形成される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、バリウム膜は蛍光体上に均一に飛散し、さらに、内部磁気シールド上とファンネル内面の電子銃から離れた所望の部分に付着する。このため、ゲッター吸着能寿命が優れ、放電電流も抑制され、かつ輝度を落とすことなく、輝度むらのない高輝度カラー陰極線管を製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１、２に本発明に係るカラー陰極線管の一実施の形態の概略構成を示す。一般的に、テレビやコンピュータなどに組み込まれたカラー陰極線管は、視聴者から見て、水平方向と垂直方向の寸法が異なっており、水平方向の寸法が長くなっている。図１は、本例におけるカラー陰極線管１の水平方向の概略断面構成であり、図２は、垂直方向の真上から陰極線管１の一部断面を示す概略構成を示す。
【００２８】
本実施の形態に係るカラー陰極線管１は、パネル２とファンネル１５とネック部５とがガラスハンダによって接合されてなる陰極線管体の、パネル２の内面に、赤、緑、及び青の蛍光体層からなるカラー蛍光面（以下蛍光面）３が形成され、この蛍光面３に対向して色選別機構４（アパーチャーグリル、シャドウマスク等）が配置され、ネック部５内に電子銃６が配置されてなる。色選別機構４は、これに取り付けられている支持スプリング７の先端をパネル２の内側壁に一体のパネルピン８に接合させてパネル２内に支持される。また、色選別機構３には、地磁気の影響を防ぐための内部磁気シールド９が取り付けられている。そして、陰極線管体内部には、ファンネル１５からネック部５の一部にわたって、導電性皮膜１４が塗布されている。図３に、本実施の形態における色選別機構４である例えばアパーチャーグリルと内部磁気シールド９の概略分解図を示す。色選別機構４であるアパーチャーグリルは、相対向する支持部材５１，５２と、その両端間に連接された弾性付与部材５３，５４とからなるフレーム１０ガ設けられ、支持部材５１，５２間にすだれ状間隙（電子流透過孔）が形成されて、色選別用薄板５５が架張されてなる。各支持部材５１，５２、弾性付与部材５３，５４には、パネルピンに嵌合する嵌合手段５６を有する。支持スプリング７がスプリングホルダー５７を介して溶接されている。
本例では、内部磁気シールド９は、図３に示すように、色選別機構４のフレーム部１０を覆うようにして配置される。このとき、また、図２に示すように、例えば円形のゲッター容器にゲッター材が収納されたゲッター部１２を有するゲッター手段は、陰極線管１のファンネル１５に形成された陽極電圧供給部であるアノードボタン１１に取り付けられている。
【００２９】
図４に、本例のゲッター手段２０の概略構成図(図４Ａ)と、ゲッター手段２０をアノードボタン１１に取り付けたときの概略断面構成（図４Ｂ）を示す。本実施の形態におけるゲッター手段２０は、ゲッター手段２０をアノードボタン１１に取り付けるための取付部１７と、ゲッター部１２と取付部１７を接続するためのゲッタースプリング１６とが互いに接合され、構成されている。このゲッター手段２０の取付部１７に形成された孔部１７Ａを陰極線管１のファンネル１５内に突出するアノードボタン１１の凸部に圧入して固定され、ゲッタースプリング１６の長手方向２２と、管軸方向２２とが、垂直関係を有するようにアノードボタン１１に取り付けられる。よって、ゲッター手段２０は、管軸と垂直関係を有するようにファンネル１５面に沿って取り付けられる。このとき、ファンネル１５の曲率の関係から、ゲッター部１２の向きは蛍光面３の略センターに対向する。つまり、ゲッター部１２がアノードボタン１１と同じ高さになることにより、蛍光面３の略センターにゲッター部１２が向くようになる。またこのとき、図４Ｂに示すように、ゲッタースプリング１６に設けられた接触支持部１８によってゲッター部１２がファンネル１５の内面に弾性的に接触して固定される。
【００３０】
ここで、陰極線管体のファンネル１５の内面は管軸方向２２に沿う方向（上下方向）の曲率Ｒ１と、管軸に直交する軸に沿う方向（左右方向）の曲率Ｒ２とは異なる。すなわち、曲率Ｒ１＞曲率Ｒ２の関係にある。ゲッター手段２０は、アノードボタン１１に取り付けられた状態でゲッタースプリング１６の長手方向が、上記曲率Ｒ２に沿うように、画面の長辺方向（いわゆる横向き）に配置される。この配置によって、ゲッター部１２は蛍光面３の中心に向くようになる。
【００３１】
そして、アノードボタン１１に取り付けられたゲッター部１２の対向する内部磁気シールド９面には、主ゲッター窓１３とサブゲッター窓１３ａで構成される複数のゲッター窓が形成されている。
ここで、ゲッター窓１３とは、アノードボタン１１に取り付けられたゲッター部１２から飛散されたバリウムを、蛍光面３方向へ飛散させるための窓である。また、本来内部磁気シールド９は、外部磁気を遮断し、外部磁気による電子流へのフレミングの左手の法則を防止することにあるため、すなわち、電子流のミスランディングを防止するため、大きなゲッター窓をあけることは出来ないうえに、大きなゲッター窓を開けることは、蛍光面３へのバリウム付着厚を大きくすることとなる。本実施の形態においては、このような関係から最適なゲッター窓１３、１３ａが形成される。
本例において、主のゲッター窓１３の面積は、８０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）とし、その両側にサブゲッター窓１３ａとして、３０ｍｍ（縦）×５ｍｍ（横）程度で設ける。
ゲッター窓として、主ゲッター窓１３とサブゲッター窓１３ａを構成することにより、バリウム材の蒸発（ゲッターフラッシュ）時には、ゲッター窓を通して直線的に飛散していくと共に、主ゲッター窓１３とサブゲッター窓１３ａが設けられた内部磁気シールド９によりバリウム粒子が方向を変えることにより、光の干渉膜のようにバリウムが飛散していくので、均一な厚さのバリウム膜を得ることができる。よって、蛍光面３へのバリウム膜も均一化し、蛍光面３の輝度がより均一となる。さらには、内部磁気シールド９に反射してファンネル１５にバリウム膜が厚く形成されることを回避することができる。
【００３２】
さらに好ましくは、ゲッター部１２の対向する内部磁気シールド９面の複数のゲッター窓が、図５に示すように、円形すだれ状に形成される。円形であるゲッター部１２の外形が２０ｍｍとすると、すだれ状円形窓の外形は例えば７０ｍｍとし、複数のゲッター窓１３ｂとなる開口部とめくら部のすだれ形状をそれぞれ５ｍｍ幅とする。この場合には、バリウムはゲッター窓１３ｂを通して直線的に飛散していくと共に、すだれ状に開けられた内部磁気シールド９の開口金属端に衝突するバリウムが方向を変えることにより、光の干渉膜のようにバリウムが飛散していくので、より均一な厚さのバリウム膜を得ることができるので、蛍光面３へのバリウム膜も均一化し、蛍光面３の輝度がより均一となり、高精細な画像が得られる。さらには、内部磁気シールド９に反射してファンネル１５にバリウム膜が厚く形成されることを回避することができる。このすだれ状のゲッター窓１３ｂの形状は、蛍光面３と内部磁気シールド９との距離などから適宜決定されるものであり、以上に限られたものではない。また、本実施の形態におけるゲッター窓の大きさは、２５〜３０インチの画面に対応するものである。
【００３３】
また、本実施の形態においては、ゲッター手段２０は、アノードボタン１１に取り付ける構成としたが、内部磁気シールド９へ取り付ける構成としてもよい。また、本実施の形態では、ゲッター手段２０は１つしか設けてないが、複数個設けることも可能である。この場合も、複数のゲッター窓が設けられる。
【００３４】
ところで、通常のゲッター材としては、ファンネル１５側へのバリウム付着を嫌うため、窒素が入っていないソフトフラッシュゲッターと呼ばれるゲッターが用いられる。このゲッターの場合には、バリウムは略直線的に上部に飛散していくので、バリウム飛散の指向性がある。放電電流がそれほど大きくならない陰極線管モデルの場合には、ゲッター材に窒素を入れておき、ゲッター飛散前に窒素を放出させ、飛散バリウムがこの窒素と衝突することより、不規則な蒸発方向となり、付着面積を広げることができる窒素ドープゲッターも使用される。
【００３５】
しかし、上述したようなゲッター材では、内部磁気シールド９の裏側、すなわちゲッターの上部となる内部磁気シールド９側と、内部磁気シールド９の対向するファンネル１５位置にバリウムが厚く付着し、ゲッター吸着能寿命が不足し、設計寿命が満足できないものもある。これを満足しようとすると、ゲッター窓１３を大きくせざるを得ず、輝度が劣化するデメリットがある。
【００３６】
そこで本実施の形態では、ソフトフラッシュゲッターや、窒素ドープゲッターに代えて、窒素２度蒸発ゲッター（Delayed Nitrogen Doped Getter：ＤＮＤゲッター）を使用する。通常ゲッターでは、バリウム飛散前にゲッター１２から窒素を蒸発させるのに対し、ＤＮＤゲッターでは、バリウム蒸発中にも窒素を再度蒸発させる。バリウム飛散は、ゲッター部１２により異なるが、飛散開始から１０秒程度継続する。通常の窒素ドープゲッターの場合には、最初の窒素は、最初のバリウム飛散時にバリウムに吸着され、窒素がなくなってしまう。そのため、それ以後のバリウムは、上部へ直線的に飛散するようになる。ＤＮＤゲッターでは、窒素を再度蒸発させることにより、飛散バリウムは、再度不規則な方向へ飛散するようになり、結果的に、バリウム付着面積が広くなる。
【００３７】
窒素蒸発がない場合、バリウムの飛散方向は直線的で、最初の飛散速度を維持するためにバリウムは蛍光面３まで到達する。しかし、窒素ドープの場合には、衝突による速度劣化により蛍光面３まで到達するバリウムが少なくなり、色選別機構４に付着するバリウムが多くなる。また、内部磁気シールド９の裏側でも、ＤＮＤゲッターでない場合には、バリウム蒸発速度が速いため、内部磁気シールド９裏側及びファンネル１５内面にバリウムが衝突する回数が増加し、結果として、広範囲のバリウム付着となる。これに対し、ＤＮＤゲッターの場合には、速度が弱まるため、内部磁気シールド９裏側とファンネル１５内部への付着面積をコントロールでき、所望のゲッター寿命を得ることができる。
【００３８】
なお、色選別機構４がシャドーマスクの場合、マスク裏側にバリウムが付着すると温度によるマスク拡張が起こり、色ずれが起きてくるが、本例のアパーチャーグリルでは、マスクにテンションをかけているため、色ずれが起こらず、高輝度を得ることが出来る。
【００３９】
本実施の形態のカラー陰極線管１の、ゲッター飛散工程における様子を、図６に模式的に示す。図６において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
本例のゲッター飛散工程においては、陰極線管外部に設置された誘導加熱装置２３のゲッターコイルに高周波電流を流すことによって、陰極線管内部に配置したゲッター部１２に誘導電流を誘発させ、この誘導電流により、ゲッター部１２を誘導加熱し、真空中でバリウム金属を飛散させる。本例では、ゲッター部１２と対向する内部磁気シールド９膜に複数のゲッター窓１３，１３ａ（図２参照）が形成されることにより、ゲッター部１２から飛散するバリウム粒子が、拡散されながら均一に陰極線管内部に付着する。また、複数のゲッター窓を構成する主ゲッター窓１３、及びサブゲッター窓１３ａを有することにより、ゲッターから飛散したバリウムが内部磁気シールド９に跳ね返されて、アノードボタン近傍や、ファンネルに厚く堆積することを防ぐことができる。よって、放電電流を抑制することができる。
【００４０】
次に、本実施の形態のカラー陰極線管の製造方法の一例を説明する。
色選別機構４のフレーム部１０に複数のゲッター窓１３，１３ａを設けた内部磁気シールド９を取り付ける。内面に蛍光面３を形成したパネル２のスカート部を、この色選別機構４に一体に設けられた支持スプリング７を介してパネルピン８に固定する。
そして、ファンネル１５に取り付けたアノードボタン１１に、ゲッター手段２０をそのゲッター部１２が複数のゲッター窓１３，１３ａに対向し、且つ、蛍光面３の中心に向かうように取り付ける。
【００４１】
予めファンネル１５からネック部５の一部にわたり内面に導電性皮膜１４が形成される。
次に、パネル２とファンネル１５を、ガラスハンダを介して接合する。ネック部５内に電子銃６を挿入配置し、管体内を排気しながらネック部を封止する。そして、管体外部から誘導加熱装置を用いて、ゲッター部１２を加熱し、ゲッター材を蒸発、飛散させてゲッター膜を蛍光面及び、電子銃から十分離れたところのファンネル内を含め、全体的に薄く均一に形成する。このようにして、目的のカラー陰極線管を得る。
【００４２】
ここで、比較例１として、図８に従来の陰極線管におけるゲッター飛散工程の概略断面構成を模式的に示す。従来のゲッターにおいては、図８に示すように、ゲッタースプリングの長手方向と陰極線管の管軸方向が平行関係のファンネル３７面に沿うようにゲッター部３９が取り付けられている。図８において、図７に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
ファンネル３７は上下左右方向にそれぞれ曲率をもっているので、本例のように、ゲッタースプリングが長い場合には、図８に示すように、バリウムが蛍光面方向に内部磁気シールドを介さずに対向するので、すべて蛍光面上に飛散し、厚膜２５となってしまう。
さらに、図９にも、比較例２として、従来の陰極線管において、ゲッタースプリングが短い場合のゲッター飛散工程の概略断面構成を模式的に示す。ゲッタースプリングが短い場合、従来の内部磁気シールド２４においては、図９に示すように、バリウム飛散用のゲッター窓がゲッターと対向する内部磁気シールド２４面に1箇所設けてある。図９において、図７に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
比較例２のように、1箇所のゲッター窓によって、バリウムを飛散させるためには、ゲッター部２７よりも大きなゲッター窓が通常必要だが、前述したとおり、大きなゲッター窓を介して、バリウムを飛散させると、バリウムは蛍光面の一部に厚く付着してしまう。また、ゲッター窓近傍ではゲッター部２７位置のファンネル３７の曲率も加味して、内部磁気シールドに跳ね返されたバリウムが、ファンネル３７の電子銃４２側に付着し、厚膜２６となってしまう。
【００４３】
本実施の形態では、ゲッター部１２を支持するゲッタースプリング１６の長手方向２２と陰極線管の管軸方向２１が直行関係を有するようにゲッター手段２０をアノードボタン１１に取り付けることによって、ゲッター部１２が蛍光面３のセンター面に向かうようにファンネル１５に固定されて配置され、複数のゲッター窓１３、１３ａからバリウムが拡散されるので、ファンネル１５曲率の影響が緩和され、蛍光面３を含め、全体的に均一にバリウムを付着させることができる。このような構成では、従来のゲッター手段２０をそのまま用いて、取り付ける方向を変えるのみでよい。よって、陰極線管製造工程のゲッター飛散工程においては、誘導加熱手段２３を移動するだけで対応できる。誘導加熱手段２３は、ロボットに取り付けられているので、単に、ロボットへのティーチングのみを行うことにより対応できる。このように、ゲッター手段２０の設計変更が不要であり、設備改造も不要であるので、製造コストも削減できる。さらに、本実施の形態においては、ゲッター材として、ＤＮＤゲッターを用いることにより、飛散させるバリウムをさらに拡散することができるので、所望のゲッター吸着能寿命を確保することが出来る。
【００４４】
本発明は、陰極線管のみならず、ゲッターを使用し、内部を真空に保持する表示装置へも利用できる。具体的には、ＦＥＤ（Field Emission Display）やＳＥＤ（Surface-conduction Electro-emitter）等の平面型表示装置内部に取り付けられたゲッターへも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態におけるカラー陰極線管の概略断面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるカラー陰極線管の上面から透過してみたときの概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における色選別機構及び内部磁気シールドの分解したときの概略構成図である。
【図４】Ａ、Ｂ本発明の一実施形態におけるゲッター支持板の概略構成図と、ゲッター支持板をアノードボタンに取り付けたときの概略断面構成図である。
【図５】本発明の一実施形態における内部磁気シールドに形成されるゲッター窓の他の例である。
【図６】本実施の一実施形態におけるゲッター飛散工程における模式図である。
【図７】従来のカラー陰極線管の概略断面構成図である。
【図８】従来の陰極線管のゲッター飛散工程における模式図である。
【図９】従来の陰極線管のゲッター飛散工程における模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、３０・・（カラー）陰極線管、２、３１・・パネル、３、３２・・蛍光面、４、３３・・色選別機構、５、４１・・ネック部、６、４２・・電子銃、７、３４・・支持スプリング、８、３５・・パネルピン、９、４０・・内部磁気シールド、１０・・フレーム部、１１・・アノードボタン、１２、３９，２７・・ゲッター部、１３・・ゲッター窓、１３ａ・・サブゲッター窓、１３ｂ・・ゲッター窓、１４、３８・・導電性皮膜、１５、３７・・ファンネル、１６・・ゲッタースプリング、１７・・取付部、１８・・接触支持部、２０・・ゲッター手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドとゲッター部を有してなるカラー陰極線管であって、
前記ゲッター部は、前記内部磁気シールドを介して前記蛍光面中心へのゲッター材の飛散を維持できる位置に配置され、
前記ゲッター部に対向する前記内部磁気シールドの面には、複数のゲッター窓が形成されてなる
ことを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記複数のゲッター窓は、円形すだれ状である
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
前記ゲッター部は、ＤＮＤゲッター部である
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項４】
前記ゲッター部は、陰極線管体内のアノードボタンに支持される
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドを有するカラー陰極線管の製造方法であって、
前記陰極線管体内に、前記蛍光面の中心に向かうようにゲッター部を配置し、
前記ゲッター部に対向する位置に複数のゲッター窓を有する前記内部磁気シールドを前記色選別機構に取り付ける工程と、
前記陰極線管体を真空封止した後、前記ゲッター部を加熱してゲッター材を飛散させる工程とを有する
ことを特徴とするカラー陰極線管の製造方法。
【請求項６】
前記複数のゲッター窓は、円形すだれ状である
ことを特徴とする請求項５記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項７】
前記ゲッター部として、ＤＮＤゲッターを用いる
ことを特徴とする請求項５記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項８】
前記ゲッター部を、陰極線管体内のアノードボタンに支持する
ことを特徴とそる請求項５記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項１】
陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドとゲッター部を有してなるカラー陰極線管であって、
前記ゲッター部は、前記内部磁気シールドを介して前記蛍光面中心へのゲッター材の飛散を維持できる位置に配置され、
前記ゲッター部に対向する前記内部磁気シールドの面には、複数のゲッター窓が形成されてなる
ことを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記複数のゲッター窓は、円形すだれ状である
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
前記ゲッター部は、ＤＮＤゲッター部である
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項４】
前記ゲッター部は、陰極線管体内のアノードボタンに支持される
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
陰極線管体内に、電子銃と蛍光面と色選別機構と内部磁気シールドを有するカラー陰極線管の製造方法であって、
前記陰極線管体内に、前記蛍光面の中心に向かうようにゲッター部を配置し、
前記ゲッター部に対向する位置に複数のゲッター窓を有する前記内部磁気シールドを前記色選別機構に取り付ける工程と、
前記陰極線管体を真空封止した後、前記ゲッター部を加熱してゲッター材を飛散させる工程とを有する
ことを特徴とするカラー陰極線管の製造方法。
【請求項６】
前記複数のゲッター窓は、円形すだれ状である
ことを特徴とする請求項５記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項７】
前記ゲッター部として、ＤＮＤゲッターを用いる
ことを特徴とする請求項５記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項８】
前記ゲッター部を、陰極線管体内のアノードボタンに支持する
ことを特徴とそる請求項５記載のカラー陰極線管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１４７１３８（Ｐ２００８−１４７１３８Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３６０７８（Ｐ２００６−３３６０７８）
【出願日】平成１８年１２月１３日（２００６．１２．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１３日（２００６．１２．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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