JPH0810580B2 - 帯電防止処理型陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、フエース・プレート部の外表面の帯電に
よる空気中の微細なゴミの付着や放電現象による人体へ
の不快感を防止するようにした帯電防止処理型陰極線管
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年のカラー陰極線管の大型化および輝度性能やフオ
ーカス性能の改善にともない、陰極線管の蛍光面に印加
する電圧、すなわち電子ビームの加速電圧が高くなつて
きている。たとえば、21型クラスの従来のカラー陰極線
管において、蛍光面に印加する高圧は25〜27KV程度であ
つたのが、最近の30型以上のカラー陰極線管によれば、
その蛍光面に30〜34KVもの高圧が印加される。そのた
め、とくにテレビセツトの電源のON−OFF時にカラー陰
極線管のフエース・プレート部の外表面がチヤージアツ
プして、フエース・プレート部の外表面に空気中の細か
いゴミが付着して、汚れが目立ちやすくなり、結果とし
てカラー陰極線管の輝度性能を劣化させる原因になつて
いる。また、チヤージアツプしたフエース・プレート部
の外表面に観視者が近付いた時に放電現象が起こり、観
視者に不快感を与える不都合もある。

第６図は陰極線管のフエース・プレート部の表面電位
の変化を示すグラフで、同図中の（Ｌ）は電源ONのとき
の表面電位の変化曲線であり、また（L1）は電源OFFの
ときの表面電位の変化曲線である。

このような陰極線管のフエース・プレート部の外表面
のチヤージアツプ現象をなくするために、陰極線管のフ
エース・プレート部の外表面に平滑な透明導電膜を形成
してチヤージをアースへ逃がすようにした帯電防止処理
型陰極線管が近年使用されるようになつてきた。

第５図は上記した帯電防止処理型陰極線管の帯電防止
の原理を説明する図であり、同図において、（６）はネ
ツク部で、電子銃（図示を省略）を内蔵している。
（７）は偏向ヨーク、（４）はフエース・プレート部、
（５）は高圧ボタンで、上記偏向ヨーク（７）はリード
線（7a）を介して偏向電源に、かつ電子銃はリード線
（6a）を介して駆動電源に、また高圧ボタン（５）はリ
ード線（5a）を介して高圧電源にそれぞれ接続されてい
る。

上記構成の陰極線管において、ネツク部（６）に内蔵
した電子銃から発した電子線を偏向ヨーク（７）により
陰極線管の外部から電磁的に偏向する一方、高圧ボタン
（）を介してフエース・プレート部（４）の内面に設け
られた蛍光面に高圧を印加する。これにより、上記電子
線を加速してそのエネルギーにより蛍光面を励起発光し
て光出力を取りだす。このフエース・プレート部（４）
の内面の蛍光面に印加する高圧の影響で、上述したよう
に、フエース・プレート部（４）の外表面の電位が変化
して、ゴミの付着などの弊害が生じる。

そこで、このような弊害をなくする対策として、第５
図に示すように、フエース・プレート部（４）の外表面
に平滑な透明導電膜（11）を形成し、この透明導電膜
（11）をアースに落すことにより、チヤージを常にアー
スへ逃がしてチヤージアツプを防いだのが帯電防止処理
型陰極線管（３）である。

ところで、この帯電防止処理型陰極線管（３）におい
て、上記フエース・プレート部（４）の外表面に形成し
た透明導電膜（11）をアースに落すには、第５図に示す
ように、フエース・プレート（４）の側壁部に巻付けた
金属製防爆バンド（８）と透明導電膜（11）との間を導
電性テープ（12）により導通させる。これにより、上記
金属製防爆バンド（８）は取り付け耳（９）に引つかけ
たアース線（10）によりアース（10A）に接合されてい
るので、透明導電膜（11）をアースに落すことは容易に
可能となる。

第６図中の曲線（Ｍ）および（M1）は、フエース・プ
レート部の外表面に平滑な透明導電膜（11）を形成した
帯電防止処理型陰極線管（３）の電源ON−OFF時のフエ
ース・プレート部の外表面の電位変化を示すものであ
り、従来よりも大幅にチヤージアツプが小さくなつてい
ることがわかる。

上記フエース・プレート（４）の表面に形成する平滑
な透明導電膜（11）は、ある程度の硬さと接着性を要求
されるので、一般にシリカ（SiO₂）系の膜を形成する。

従来、このシリカ系の平滑な透明導電膜（11）を形成
する方法としては、官能基として−OH基、−OR基などを
有するSi（シリコン）アルコキシドのアルコール溶液を
陰極線管のフエース・プレート部（４）の外表面にスピ
ンコート法などで均一かつ平滑に塗布したのち、比較的
低温、たとえば100℃以下で焼付け処理をおこなう方法
がとられていた。

上記のような方法で形成された平滑な透明導電膜（1
1）は多孔質であるとともに、シラノール基（≡Si−O
H）を有しているので、空気中の水分を吸着して表面抵
抗を下げることができる。しかしながら、このような従
来の平滑な透明導電膜（11）は高温で焼付け処理をおこ
なうと、シラノール基の−OHが無くなるうえに、多孔質
中に取り込んでいる水分も無くなるので、表面抵抗値が
あがつてしまい、所定どおりの導電性が得られなくな
る。このため、低温焼付けが必須であり、膜の強度はあ
まり強くない。また、乾燥した環境下で長く使用する
と、多孔質中の水分がぬけてしまい、表面抵抗値も経時
的に上昇する。この多孔質中からいつたん水分がぬける
と、つぎに入り込むのが困難である。

以上のように、従来の平滑な透明導電膜（11）は、膜
強度および抵抗値の経時的な安定度の面で大きな欠点を
有していた。また、このような欠点を改善するために、
上記塗液中のアルコキシド構造にZr（ジルコニウム）な
どの金属原子を結合させて導電性を付与することもおこ
なわれていたが、大幅な改善を期待することができな
い。

これらの根本的な解決策として、上記Si（シリコン）
アルコキシドのアルコール溶液中に導電性フイラーとし
てSnO₂（酸化ズス）やIn₂O₃（酸化インジウム）の微粒
子を混合分散させるとともに、半導体的性質を付与する
ために微量のＰ（リン）またはSb（アンチモン）を加え
た塗液を用いて陰極線管のフエース・プレート部（４）
の外表面に従来と同様に、スピンコート法などで均一か
つ平滑に塗布して比較的高い温度（たとえば、100℃〜2
00℃）で焼付け処理をおこなうことにより、膜強度を強
くし、かつ、どのような環境下でも抵抗値が経時的に変
化しない平滑な透明導電膜（11）を得ることができる。

上記のように、Si（シリコン）アルコキシドのアルコ
ール溶液に導電性フイラーを分散させたSiO₂（シリカ）
系の膜の場合、上述したような利点を有するものの、特
性上、以下に述べるような大きな問題を有していること
が判明した。

すなわち、Si（シリコン）アクコキシドのアルコール
溶液にSnO₂（酸化スズ）の微粒子を全液重量に対して1.
5重量％加えた塗液を用いて陰極線管のフエース・プレ
ート部（４）の外表面にスピンコート法で塗布したの
ち、150℃で30分間焼付け処理をおこなつた帯電防止処
理型陰極線管を製作した。そして、この帯電防止処理型
陰極線管について種々の実験をおこなつたところ表面抵
抗値は５×10⁶Ω・cm、膜強度も鉛筆硬度で9H以上で、
かつ乾燥条件下における表面抵抗値もまつたく変化せ
ず、テレビセツトの電源ON−OFF時のチヤージアツプも
第６図の（Ｍ）および（M1）で示す特性とほぼ近似のも
のが得られた。しかし、テレビセツトの動作状態で平滑
な透明導電膜（11）の表面に、手の甲などを動かしなが
ら触れると、微妙な振動感が手につたわつてくることが
判明した。このような振動感は、チヤージアツプのごと
き衝撃で無いものの、従来の陰極線管ではまつたく生じ
ない導電性フイラー分散型シリカ（SiO₂）系膜の特有の
問題であり、人によつては非常に違和感を感じる。

このような振動感の原因について種々な検討をおこな
つた結果、導電性フイラー粒子を分散させたSi（シリコ
ン）アルコキシドのアルコール溶液をスピンコート法な
どの湿式プロセスにて塗布する際に、導電性フイラー粒
子の量が多くなると、乾燥時に急激に各粒子を凝集し
て、微視的に見ると、第４図で示すように、導電性フイ
ラー粒子（２）がSiO₂（シリア）の母体（１）の中で鎖
状の網目構造をつくつてしまうことがわかつた。このよ
うな状態の平滑な透明導電膜（11）は、巨視的に見る
と、チヤージはアースに逃げるのでチヤージアツプによ
る問題を生じないが、微視的に見るとテレビセツトの電
源をONしたのちに、十分に時間が経つても平滑な透明導
電膜（11）表面での電位分布が網目状に不均一となり、
手の甲などを動かしながら、その表面に触れた場合、あ
たかも手の甲がふるえているかのような振動感を生じる
ものである。

また、上述したスピンコート法などによる塗液の塗布
は、陰極線管のフエース・プレート部（４）の側壁を金
属バンドで締めつける防爆処理を終了したのちにおこな
われていた。

第７図（Ａ）は従来の陰極線管の概略製造工程図であ
り、同図において、（20）はパネルマスク組立工程、
（21）はパネルマスク・ペアベーク工程、（22）は塗着
・AL工程、（23）はパネル・ベーク工程、（24）はフリ
ツト封止工程、（25）はガン封止工程、（26）は排気工
程、（27）はシーズニングエージング工程、（28）は特
性試験工程、（29）は防爆処理工程、（30）は出荷工程
であり、これら各工程（20）〜（30）を上記の記載順に
実行することで陰極線管を製造する。

また、第７図（Ｂ）は従来の帯電防止処理型陰極線管
の概略製造工程図であり、同図で明らかなように、従来
の帯電防止処理型陰極線管の製造の場合は、上記第７図
（Ａ）で示した従来の陰極線管の製造工程のうち、防爆
処理工程（29）と出荷工程（30）との間に新たに帯電防
止処理工程（31）を追加するものである。この帯電防止
処理工程（31）はスピンコート法などによる塗液の塗布
工程（31A）と焼付け処理工程（31B）との２工程からな
る。その他の工程は第７図（Ａ）と同一であるため、同
一の符号を付して、それらの説明を省略する。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の平滑な透明導電膜を有する帯電
防止処理型陰極線管によれば、導電膜の強度向上や表面
抵抗値の経時変化の防止のために導電性フイラー粒子を
添加した場合、スピンコート法などの湿式プロセスで膜
塗布をおこなつたとき、導電性フイラー粒子がSiO2（シ
リカ）の母体中に鎖状の網目構造を形成し、その結果、
テレビセツトのON動作中に手の甲などを動かしながら、
透明導電膜の表面に触れると、手の甲がふえるような振
動感、違和感を生じる問題を有していた。

また、上記した従来の帯電防止処理型陰極線管の製造
方法による場合は、製造工程面および膜の性能面におい
て、つぎのような２つの問題点を有していた。

すなわち、製造工程面での問題として、塗膜の焼付け
処理用に炉に新設する必要があることである。つまり、
焼付け条件として150℃で30分間の保持を考えると、製
造ラインのキヤパシテイや製造しようとする陰極線管の
サイズによつて多少異なるが、連続処理炉の場合、50〜
100mの炉長を要し、製造ラインにこのような炉を付加す
ることはスペース的にも非常に不利である。

また、膜の性能面での問題として、完成した陰極線管
に塗膜を形成して焼付け処理をおこなう場合、陰極線管
の信頼性や寿命などの点からみて焼付け温度は200℃以
下にしなければならないことである。従来の帯電防止処
理型陰極線管の場合、透明導電膜の膜強度は十分に満足
のいくレベルでない。SiO₂（シリカ）系の透明導電膜の
場合、焼付け温度が高くなるほど膜強度は向上し、350
℃以上で焼付け処理すれば、ほぼガラスなみの強度とな
る。しかしながら、上述したような制約条件により膜強
度的に十分なものではなかつた。さらに、いつたん完成
した陰極線管を再度熱処理することによるエネルギロス
も大きいものであつた。

この発明は上記したような問題点を解消するためにな
されたもので、テレビセットの動作中にフェース・プレ
ート部の表面を手の甲などを動かしながら触れても、振
動感や違和感などをほとんど感じることのない帯電防止
処理型陰極線管を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る帯電防止処理型陰極線管は、官能基と
して−OH基、−OR基を有するシリコンアルコキシドのア
ルコール溶液に導電性フイラーを分散させた塗液をフェ
ース・プレート部の外表面に塗布し、焼付け処理するこ
とによって、該フェース・プレート部に平滑な透明導電
膜を形成した帯電防止処理型陰極線管において、 上記焼付け処理後のフェース・プレート部の外表面の
表面抵抗値Rsを、 5.0×10⁹Ω・cm＜Rs≦1.0×10¹¹Ω・cm の範囲に設定したことを特徴としている。

［作用］ この発明によれば、フエース・プレート部の外表面に
形成された平滑な透明導電膜の焼付け処理工程後の表面
抵抗値Rsを、5.0×10⁹Ω・cm＜Rs≦1.0×10¹¹Ω・cmの
範囲に設定することにより、SiO2（シリカ）の母体中に
分散させる導電性フイラー粒子の量がコントロールさ
れ、その結果として、導電性フイラー粒子が非常に均一
に分散されてフエース・プレートの外表面の電位分布を
均一に保てるため、テレビセツト動作中に陰極線管のフ
エース・プレート部を、手の甲などを動かしながら触れ
ても、振動感をほとんど感じることがない。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による帯電防止処理型陰
極線管における透明導電膜の拡大構造を示す図であり、
同図において、（１）はSiO₂（シリカ）の母体で、官能
基として−OH基、−OR基などを有するSi（シリコン）ア
ルコキシドのアルコール溶液にSnO₂（酸化スズ）の微粒
子やIn₂O₃（酸化インジウム）の微粒子からなる導電性
フイラーを混合分散させたものである。（２）は母体
（１）中の導電性フイラー粒子である。

上記したSiO₂（シリカ）系の塗液をスピンコート法な
どの湿式プロセスで、陰極線管のフエース・プレート部
（４）に塗布し乾燥したのち、焼付け処理をおこなうこ
とにより、第５図の（11）で示すような平滑な透明電極
膜を形成する。この場合、上記の焼付け処理後の表面抵
抗値（Rs）を、5.0×10⁷Ω・cm≦Rs≦1.0×10¹¹Ω・cm
に設定する。

つぎに、第１図で示すような構造の透明導電膜（11）
を有する導電防止処理型陰極線管について、本願発明者
がおこなつた実験およびその結果について説明する。

上述したごとく、Si（シリコン）アルコキシドのアル
コール溶液に分散させるSnO₂（酸化スズ）になどの導電
性フイラー粒子の量が多くなると、スピンコート法など
の湿式プロセスで塗液を塗布した場合、乾燥時に上記導
電性フイラー粒子が急激に凝集して、第４図で示すよう
な鎖状の網目構造を生じ好ましくない。このため、実験
的にSi（シリコン）アルコキドのアルコール溶液中の導
電性フイラー粒子の量を種々変化させた塗液を使用して
帯電防止処理型陰極線管を試作し、この試作した帯電防
止処理型陰極線管を実際にテレビセツトに実装し動作さ
せて、振動感の評価テストをおこなつた。

第２図は上記振動感の評価テストの結果を示す図であ
り、導電性フイラー粒子の添加量と焼付け処理後の平滑
な透明導電膜の表面抵抗値との間には相関が有るので、
第２図においては、導電性フイラー粒子の添加量を焼付
け処理後の平滑な透明導電膜の表面抵抗値として表わ
す。また、振動感は同図のように、０から５までの６段
階の評価とし、振動感０は全く感じないレベルであり、
振動感５は非常に強く感じるレベルである。この実装評
価の結果、振動感が2.5以下であれば、実用上ほとんど
問題がないことが判明した。この場合の焼付け処理後の
平滑な透明導電膜の表面抵抗値は5.0×10⁷Ω・cmであつ
た。この平滑な透明導電膜の微視的に見ると、第１図
（Ａ）で示すように、導電性フイラー粒子（２）がSiO₂
（シリカ）の母体（１）中に均一に分散されており、鎖
状の網目構造はほとんど無い。さらに、導電性フイラー
粒子（２）の添加量を減少させてゆくと、表面抵抗値が
１×10¹¹Ω・cmで振動感はほぼ０となる。しかし、これ
以上に導電性フイラー粒子（２）の添加量を減少させる
と、第１図（Ｂ）で示すように、SiO₂（シリカ）の母体
（１）中の導電性フイラー粒子（２）の存在がまばらと
なり、表面抵抗値のフエース・プレート上の場所ごとの
ぼらつきや個々の製品ごとのばらつきの両方ともが大き
くなり、帯電防止処理効果上も好ましくない。

以上の実験結果から、Si（シリコン）アルコキシドル
のアルコール溶液中に導電性フイラー粒子を分散させた
塗液をスピンコート法などの湿式プロセスで陰極線管の
フエースプレート部に塗布し乾燥したのち、焼付け処理
をおこなつて平滑な透明導電膜を形成する帯電防止処理
型陰極線管において、焼付け処理後の表面抵抗値（Rs）
を、 5.0×10⁷Ω・cm≦Rs≦1.0×10¹¹Ω・cm の範囲にコントロースすることで、全ての特性に非常に
好ましいことがわかつた。

第３図はこの発明ににかかる帯電防止処理型陰極線管
の概略製造工程図であり、同図において、第７図（Ｂ）
で示す従来の製造工程図と相違する点は、防爆処理工程
（29）と出荷工程（30）との間に帯電防止処理工程（3
1）を設けずに、帯電防止処理工程のうちの塗液の塗布
工程（31A）のみを、陰極線管の製造工程固有の熱処理
工程の１つであるパネル・ベーク工程（23）の前段に設
定して、このパネル・ベーク工程（23）で帯電防止処理
工程のうちの焼付け処理工程を兼ねるようにしたことで
ある。その他の工程は第７図（Ｂ）と同一であるため、
同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

なお、帯電防止処理工程のうちの焼付け処理工程を兼
ねる熱処理工程としては、上記のパネル・ベーク工程
（23）以外に、フリツト封止工程（24）、排気工程（2
6）であつてもよい。これら各工程は、いずれも380℃〜
450℃の非常に高い温度で処理をおこなう熱処理工程で
あるから、これら工程（24），（28）の前段に、第３図
の仮想線で示すように、塗液の塗布工程（31A）を設定
して、この工程（24），（26）で上記帯電防止処理工程
のうちの焼付け処理工程を兼ねることも可能である。

また、パネルマスク・ペアベーク工程（21）も処理温
度が高くて帯電防止処理工程の焼付け処理工程を兼ねる
ことが可能であるけれども、このパネルマスク・ペアベ
ーク工程（21）はその直後に化学処理工程の塗着・AL工
程（22）があつて、アルカリや酸で透明導電膜（11）が
おかされやすいとともに、材料のハンドリング工程も多
くて透明導電膜（11）に傷をつけやすいので、好ましく
ない。

さらに、上記ガス封止工程（25）と排気工程（26）と
は連続した工程であるから、上記塗液の塗布工程（31
A）を第３図の仮想線で示すように、上記ガン封止工程
（25）の前段に設定して、排気工程（26）で帯電防止処
理工程の焼付け処理をおこなわせてもよい。

なお、上記実施例では、塗液としてSi（シリコン）ア
ルコキシドのアルコール溶液にSnO₂（酸化スズ）やIn₂O
₃（酸化インジウム）などの導電性フイラー粒子を分散
させたものを使用したが、上記のアルコキシド構造にZr
（ジルコニウム）などの他の金属原子を結合させた同様
の塗液を使用した場合にも、上記と同様の効果を奏す
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、SiO₂（シリカ）の
母体中に分散される導電性フイラー粒子の量を一定の範
囲に設定することで、導電性フイラー粒子を均一に分散
させることが可能となり、テレビセツトの動作中にフエ
ース・プレート部の表面を、手の甲などを動かしながら
触れても、振動感、違和感などを感じることがない。ま
た、透明導電膜の強度も強く、かつ表面抵抗値も安定し
た高品質の帯電防止処理型陰極線管を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による帯電防止処理型陰
極線管における透明導電膜の拡大構造を示す図、第２図
は表面抵抗値とフエース・プレート部の外表面を触わつ
た時の振動感との評価テストの結果を示す図、第３図は
この発明の帯電防止処理型陰極線管の概略製造工程図、
第４図は従来の帯電防止処理型陰極線管における透明導
電膜の拡大構造を示す図、第５図は帯電防止処理型陰極
線管の帯電防止原理を説明する図、第６図は陰極線のフ
エース・プレート部の外表面の電位変化を示すグラフ、
第７図（Ａ）および（Ｂ）は従来の陰極線管および帯電
防止処理型陰極線管の概略構造工程図である。 （１）……SiO₂（シリカ）の母体、（２）……導電性フ
イラーの粒子、（３）……帯電防止処理型陰極線管、
（４）……フエース・プレート部、（111）……平滑な
透導電膜、（23）……パネル・ベーク工程、（24）……
フリツト封止工程、（25）……ガン封止工程、（26）…
…排気工程、（29）……防爆処理工程、（31A）……塗
液の塗布工程。 なお、図中の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. 【請求項１】官能基として−OH基、−OR基を有するシリ
   コンアルコキシドのアルコール溶液に導電性フィラーを
   分散させた塗液ををフェース・プレート部の外表面に塗
   布し、焼付け処理をすることによって、該フェース・プ
   レート部に平滑な透明導電膜を形成した帯電防止処理型
   陰極線管において、 上記焼付け処理後のフェース・プレート部の外表面の表
   面抵抗値R_Sを、 5.0×10⁹Ω・cm＜R_S≦1.0×10¹¹Ω・cm の範囲に設定したことを特徴とする帯電防止処理型陰極
   線管。