JP2000100353A

JP2000100353A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP2000100353A
Application number: JP10268440A
Authority: JP
Inventors: Shoko Nishizawa; 昌紘西澤; Norikazu Uchiyama; 則和内山; Masanori Taniguchi; 真紀谷口; Toshio Tojo; 利雄東條
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】反射防止および帯電防止機能を持つ高画質、か
つ高コントラストのカラー陰極線管を提供する。【解決手段】カラー陰極線管のフェースプレート部１の
外表面に、その表面を導電性の超微粒子５Ｂで被覆して
結着剤で固定した波長選択吸収性を有する顔料５Ａから
なる高屈折率・高導電性の波長選択吸収膜の第１層５１
と、この第１層５１上に塗布したシリカ層からなる低屈
折率の第２層５２の２層構造の反射防止および帯電防止
膜を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管に
係り、特に反射防止および帯電防止機能を持つ高画質か
つ高コントラストのカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像表示に用いられる陰極線管
（カラー陰極線管）は画像を表示するスクリーンを構成
するフェースプレート部と電子銃を収容するネック部、
およびフェースプレート部とネック部とを連接するファ
ンネル部とからなる真空外囲器で構成され、ファンネル
部とネック部の遷移領域に電子銃から出射される電子ビ
ームをフェースプレートの内面に形成された蛍光体スク
リーンにラスタを形成するための偏向装置が外装されて
いる。

【０００３】ネック部に収容される電子銃は、カソード
構体、制御電極、集束電極、加速電極等の各種の電極を
備え、カソード構体からの電子ビームを制御電極に印加
される画像信号で変調し、集束電極、加速電極を通して
所要の断面形状とエネルギーを付与して上記蛍光体スク
リーンに投射する。電子ビームは、電子銃から蛍光体ス
クリーンに達する途上で、偏向装置で発生される水平と
垂直の偏向磁界で偏向され、蛍光体スクリーンにラスタ
を描くことにより画像を表示する。

【０００４】なお、この種のカラー陰極線管の従来技術
を開示したものとしては、例えば特開昭５９−２１５６
４０号公報を挙げることができる。

【０００５】このようなカラー陰極線管を構成する真空
外囲器はガラス材で構成され、そのフェースプレート部
の外面において外光の反射が起って表示画像の品質が劣
化する。この外光反射は、蛍光体スクリーンの体色、ガ
ラス材の光学特性に応じた特定波長の光が目立つという
問題がある。

【０００６】また、蛍光体スクリーンの内面には高電圧
が印加されているため、静電気が帯電して塵埃の付着や
電撃発生の原因となる。従来のカラー陰極線管では、フ
ェースプレート部の外表面に波長選択吸収性をもつ反射
防止・帯電防止層をゾルゲル法で形成している。

【０００７】図７は従来のカラー陰極線管のフェースプ
レート部に施されている反射防止・帯電防止構造を説明
する部分断面図であって、１はガラス層のフェースプレ
ート部、４はフェースプレート部の内面に形成された蛍
光体、５’は反射防止・帯電防止層、５Ａ’は顔料、５
Ｂ’は導電粒子、５Ｃ’はシリカ層である。

【０００８】この反射防止・帯電防止層５’は、次の
（１）あるいは（２）のような方法で形成される。

【０００９】（１）酸化スズを酸化アンチモンで付括し
た、所謂Ａ．Ｔ．Ｏ．（アンチモン・チン・オキサイ
ド）の導電性の超微粒子５Ｂ’と紫色顔料５Ａ’を混合
した溶液をフェースプレート部１を構成するガラス層の
外表面に厚さ約８０ｎｍに塗布して第１層５１’を形成
する。第１層５１’の乾燥後、その上にエトキシシラン
の加水分解液を塗布して有機シランからなる低屈折率の
第２層５２’を形成する。このとき、エトキシシランの
加水分解液の一部は第１層５１’の空隙に浸透して当該
空隙を埋めて第１層５１’の屈折率を高めると共にガラ
ス面に到達して第１層５１’をガラス面に結着する。こ
のようにして、波長選択吸収性の反射防止・帯電防止層
５’を形成する。

【００１０】（２）酸化インジウム：酸化スズ、所謂
Ｉ．Ｔ．Ｏ．（インジウム・チン・オキサイド）の超微
粒子５Ｂ’の分散液をフェースプレート部１のガラス外
表面に厚さ約７０〜９０ｎｍに塗布して第１層５１’を
形成する。第１層５１’の乾燥後、波長選択吸収性を有
する顔料５Ａ’をエトキシシランまたはメトキシシラン
の加水分解液に分散させた溶液を塗布する。これによ
り、第１層５１’をガラス面に結着させる結着性を保持
させると共に第１層５１’の超微粒子５Ｂ’の隙間に顔
料５Ａ’と有機シランを存在させ、第２層５２’として
顔料５Ａ’と有機シランの混合物の層が形成された波長
選択吸収性の反射防止・帯電防止層５’を形成する。

【００１１】上記のような構成の反射防止・帯電防止層
５’をフェースプレート部のガラス外表面に形成するこ
とにより、外光反射が低減され、かつ帯電した電荷を接
地でき、高画質かつ塵埃付着や電撃の発生を回避した高
コントラストのカラー陰極線管が得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記（１）の反射防止
・帯電防止層５’を形成したカラー陰極線管では、顔料
が導電性物質（Ａ．Ｔ．Ｏ．超微粒子）の間に混在する
構造であるため、導電パス（電荷が接地に流れる通路）
が少なく、抵抗がそれ程下がらないという問題がある。

【００１３】また、顔料と導電性物質を共分散させるこ
とが難しく、凝集し易いと共に光透過率の点で波長選択
吸収性を向上させるための顔料濃度を大きくすることが
できないという問題を有している。

【００１４】さらに、最近では、漏洩電界防止のため、
フェースプレート部の表面抵抗を１０²Ω／□台以下ま
で下げることが要求されているが、この方法では、抵抗
値を１０⁵Ω／□台に下げるのが限界であった。

【００１５】また、上記（２）の反射防止・帯電防止層
５’を形成したカラー陰極線管では、（１）の欠点に加
えて、第２層の低屈折率層下部に一部顔料が混入するた
め、顔料濃度を濃くし過ぎると、吸収波長よりやや長波
長側に反射ピークができ、反射色が強くなるという問題
を有している。

【００１６】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、反射防止・帯電防止機能を持つ高画質かつ高コ
ントラストのカラー陰極線管を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、粒径が３０〜５０ｎｍの顔料の超微粒子
を導電性を有する金属コロイド等の導電性の超微粒子
（粒径が５〜１０ｎｍ）で被覆した超微粒子の分散液を
フェースプレート部のガラス外表面に塗布した後、従来
技術と同様のエトキシシラン又はメトキシシラン等の有
機シランの加水分解液を塗布して、２層の波長選択吸収
性の反射防止・帯電防止層を形成したものである。

【００１８】すなわち、本発明は、フェースプレート部
及びネック部と、これらの相互間を連結しているファン
ネル部とからなる真空外囲器を含み、上記フェースプレ
ート部の内表面に複数の蛍光体をモザイク状に形成した
蛍光体スクリーンと、この蛍光体スクリーンに近接配置
された色選択電極と、上記ネック部に収納されて複数の
電子ビームを上記蛍光体スクリーンに向けて投射する電
子銃と、上記ネック部とファンネル部の遷移領域に外装
されて上記電子ビームを水平と垂直の両方向に偏向して
上記蛍光体スクリーン上にラスタを描かせるための偏向
装置とを少なくとも具備したカラー陰極線管の前記フェ
ースプレート部の外表面に、その表面を導電性の超微粒
子で被覆して結着剤で固定した波長選択吸収性を有する
顔料からなる高屈折率・高導電性の波長選択吸収膜の第
１層と、この第１層上に塗布されたシリカ層等からなる
低屈折率の第２層を有することを特徴とする。

【００１９】上記の構成によれば、導電性のない顔料超
微粒子の表面を導電性超微粒子（金属粒子等）で被覆し
たものを波長選択吸収・導電物質として用いるので、前
記従来技術が有する諸問題が解消される。顔料による屈
折率の低下は、顔料と高屈折率の金属微粒子の割合と膜
厚で補正すればよい。

【００２０】なお、本発明は上記の構成および後述する
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を
逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明によるカラー陰極線管のフェ
ースプレート部の構成例を説明する要部断面図であっ
て、１はガラス材のフェースプレート部、５は反射防止
・帯電防止層、５１は第１層、５２は第２層、５Ａは顔
料の超微粒子、５Ｂは金属の超微粒子、５Ｃはシリカ層
を示す。

【００２３】第１層５１は高屈折率層で、第２層５２は
低屈折率層であり、これら二層構造の反射防止・帯電防
止層により、高画質かつ高コントラストのカラー陰極線
管が得られた。

【００２４】次に、上記反射防止・帯電防止層の形成方
法について、実施例を参照して具体的に説明する。

【００２５】「実施例１」下記との分散液を調整し
た。

【００２６】第１層用の分散液の組成キナクリドン（粒径３０ｎｍ）の表面を金の粒子（粒径約７ｎｍ）で被覆したもの（被覆率７０％）・・・・・２ｗｔ％エチルアルコール・・・・２０ｗｔ％メチルアルコール・・・・１０ｗｔ％純水・・・・・残部第２層用の分散液の組成エトキシシラン・・・・１．０ｗｔ％エチルアルコール・・・・・４０ｗｔ％メチルアルコール・・・・・４０ｗｔ％ＰＨ調整剤（硝酸）・・・・・微量（ＰＨ３．５になるように添加純水・・・・・残部対角４１ｃｍのカラー陰極線管のフェースプレート部表
面を研磨剤等で清浄化し、純水で洗浄した後、５０°Ｃ
に調温し、１５０回転で回転させながら「第１層用の
分散液」を約７０ミリリットル注入して、厚さ８５ｎｍ
の均一な膜の第１層を形成する。

【００２７】５０°Ｃで乾燥した後、その上から「第
２層用の分散液」を塗布し、一部を第１層に浸透させる
と共に厚さ約７０ｎｍのシリカ層の第２層を形成する。
これを約１６０°Ｃで３０分間焼成する。

【００２８】上記の「第１層用の分散液」の作製方法
は下記のとおりである。なお、ここでは、金属微粒子と
して金を使用する場合を例として説明する。

【００２９】例えば、「プラクチカルプレバレーショ
ンオブサイズ−コントロールドゴールドナノパー
チクルズインウオータ（Practical Preparation of
Size-Controlled Gold Nanoparticles in Water) 」Te
tsu Yonegawa et al,Chemistry Letters 1997,The Chem
ical Society of Japan 、あるいは「液相中での還元反
応による金コロイド粒子の生成と安定法」（森康雄
他、１９９７年化学工学シンポジウムシリーズ、５６、
３５〜３９頁）に記載の方法を用いて、金コロイドの重
量濃度１０％、平均粒径１０ｎｍの金コロイドの溶液を
作製しておき、この液をＩ液とする。

【００３０】次に、顔料としてキナクリドン（１次粒径
約３０ｎｍ）を１００ｇと界面活性剤（デモールＮ）を
キナクリドンに対して０．１％加え、残部を純水として
全量５００ｇとする。これを径１ｍｍのジルコニアボー
ルとポットで６０時間ボールミルで処理し、１次粒子に
分散させる。この液をII液とする。

【００３１】II液をよく撹拌し、苛性ソーダでＰＨを８
±０．１に調整後、１００ミリリットル分取する。この
液に導電材料としての金に対しゼラチンおよびアラビア
ゴムを水に溶解して濃度０．０５％になるように加え
る。

【００３２】この液をよく撹拌しながらＩ液を等量加
え、酢酸でＰＨを４±０．２になるように調整すると、
ゼラチンとアラビアゴムが金のコロイドを包含しながら
キナクリドン上に析出する。このとき、キナクリドンと
金の割合を調べると、重量比で６０％であった。この分
散液をIII 液とし、下記の割合になるようにエチルアル
コール、メチルアルコール、純水で希釈した。

【００３３】キナクリドン・・・・・２ｗｔ％エチルアルコール・・・・２０ｗｔ％メチルアルコール・・・・１０ｗｔ％純水・・・・・残部以上により、「第１層用の分散液」を作製し、これを
用いて反射防止・帯電防止層を形成した。

【００３４】「実施例２」実施例１と同様の分散液を、
４１ｃｍカラー陰極線管のフェースプレート部を構成す
るガラス外面を実施例１と同じように洗浄した後、４０
°Ｃに調温し、汲洗量１リットル／ｍｉｎ、空気量１３
０リットル／ｈｒでＢｉｎｋ社製のＡ型２流体ノズルを
使用し、ノズルとフェースプレート部表面の距離を２５
０ｍｍに保持しながら２往復スプレーして均一な膜を形
成して第１層とした。

【００３５】これを６０°Ｃで３分間乾燥し、５０°Ｃ
に調温後、実施例１と同じようにエトキシシランのアル
コール加水分解液を第１層の上に塗布し、図１に示した
ような２層構造の膜を形成した。これを１６０°Ｃで３
０分間焼成し、波長選択吸収性の反射防止・帯電防止層
を得た。

【００３６】第１層５１は高屈折率層で、第２層５２は
低屈折率層であり、これら二層構造の反射防止・帯電防
止層により、高画質かつ高コントラストのカラー陰極線
管が得られた。

【００３７】実施例１と実施例２の反射防止・帯電防止
層の性能を測定したところ、次のような結果が得られ
た。

【００３８】

【表１】

【００３９】＊同程度の視感透過率のフェースプレート
をもつ無処理のカラー陰極線管を１００としたときの
比。

【００４０】表１に示したように、本発明の実施例１、
２によれば、高コントラストで反射防止効果と帯電防止
効果が十分なカラー陰極線管を得ることができる。

【００４１】これら本発明の効果を検証するため、下記
（ａ）（ｂ）で説明したような実験を行った。

【００４２】（ａ）顔料微粒子に対する金属微粒子の被
覆率と反射防止・帯電防止層の抵抗および視感反射率の
関係図２は顔料微粒子に対する金属微粒子の被覆率と反射防
止・帯電防止層の抵抗の関係の説明図であり、実線は顔
料微粒子の粒径／金属微粒子の粒径が３０ｎｍ／１０ｎ
ｍの場合、点線は同５０ｎｍ／５ｎｍの場合を示す。

【００４３】図２に示されたように、顔料微粒子に対す
る金属微粒子の被覆率が高くなる程、反射防止・帯電防
止層の抵抗が小さくなることが分かる。

【００４４】図３は顔料微粒子に対する金属微粒子の被
覆率と反射防止・帯電防止層の視感反射率の関係の説明
図で、第１層の平均屈折率ｎと膜厚の積ｎｄを一定とし
た場合の顔料微粒子に対する金属微粒子の被覆率と反射
防止・帯電防止層の視感反射率の関係を示す。

【００４５】図３に示されたように、顔料微粒子に対す
る金属微粒子の被覆率が高くなる程、視感反射率が小さ
くなっている。

【００４６】（ｂ）顔料微粒子に被覆する金属微粒子に
対するバインダー（ゼラチン、アラビアゴム）の濃度の
影響図４は金属微粒子に対するバインダー量と反射防止・帯
電防止層の抵抗値の変化の説明図である。図４から、バ
インダー量が多くなる程、抵抗値は高くなり、抵抗値を
１０²Ω／□以下とするには、バインダー量を０．０５
ｗｔ／％以下とすればよいことが分かる。

【００４７】また、図５は金属微粒子に対するバインダ
ー量と視感反射率の関係の説明図である。図５には金属
微粒子に対するバインダー量にかかわらずに視感反射率
はほぼ一定であることが示されている。

【００４８】上記した各実施例では、使用する顔料とし
て赤色のキナクリドンを用いたが、この他にフタロシア
ニン系の青顔料や黄色顔料についても同様の実験結果が
得られた。また、それぞれの分散液を作って混合しても
同様の結果が得られた。

【００４９】導電性材料についても検討した結果、金の
他に銀、銀パラジウム系、ＩＴＯ、ＡＴＯでも同じよう
な結果が得られ、被覆率が５０％以上であれば、従来技
術のように単に顔料に混合した場合よりも１／３〜１／
５に抵抗が下がった。

【００５０】図６は本発明によるカラー陰極線管の構造
例を説明する模式断面図である。このカラー陰極線管
は、フェースプレート部１及びネック部２と、これらの
相互間を連結しているファンネル部３で構成したガラス
材の真空外囲器からなり、フェースプレート部１の内表
面に複数の蛍光体をモザイク状に形成した蛍光体スクリ
ーン４と、この蛍光体スクリーン４に近接配置された色
選択電極６と、ネック部２に収納されて複数の電子ビー
ム（Ｂｃ、Ｂｓ）を蛍光体スクリーン４に向けて投射す
る電子銃１０と、ネック部２とファンネル部３の遷移領
域に外装されて電子ビームを水平と垂直の両方向に偏向
して蛍光体スクリーン４上にラスタを描かせるための偏
向装置１１を備えている。

【００５１】なお、７は色選択電極６を保持するマスク
フレーム、８は地磁気等の外部磁気を遮蔽する磁気シー
ルド、９はマスクフレームを懸架支持するスプリング懸
架機構、１２は電子ビームのセンタリングや色純度を調
整する外部磁気装置、１３は画像信号や必要な電圧を電
子銃に供給するためのステムピンを示す。そして、フェ
ースプレート１の外表面には、前記した反射防止・帯電
防止層５が形成されている。

【００５２】電子銃１０で画像信号により変調された電
子ビームＢｃ，Ｂｓは偏向装置１１が作る水平と垂直の
偏向磁界により２次元に偏向され、色選択電極６の小孔
で所定の色の蛍光体モザイクに射突し、所要のカラー画
像を再現する。

【００５３】再現された画像は、外面に反射防止・帯電
防止層５が形成されたフェースプレート４から出射す
る。このとき、当該反射防止・帯電防止層５により、外
光の反射が防止されて高コントラスト、高輝度の画像が
観察される。同時に、フェースプレート１の外面に帯電
される電荷は速やかに接地に流れるため、塵埃の付着や
電撃の発生が回避される。

【００５４】このように、上記各実施例によれば、従来
技術に比べて反射防止・帯電防止層の抵抗を低くするこ
とができ、かつ分散液の安定性も向上する。

【００５５】なお、本発明は、上記したカラー陰極線管
に限るものではなく、モノクロの陰極線管、その他の画
像表示装置のスクリーンにも適用できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フェースプレート部のガラス外表面での反射防止および
帯電した電荷による塵埃の付着や電撃発生を回避した帯
電防止機能を持つ高画質、かつ高コントラストのカラー
陰極線管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線管のフェースプレー
ト部の構成例を説明する要部断面図である。

【図２】顔料微粒子に対する金属微粒子の被覆率と反射
防止・帯電防止層の抵抗の関係の説明図である。

【図３】顔料微粒子に対する金属微粒子の被覆率と反射
防止・帯電防止層の視感反射率の関係の説明図である。

【図４】金属微粒子に対するバインダー量と反射防止・
帯電防止層の抵抗値の変化の説明図である。

【図５】金属微粒子に対するバインダー量と視感反射率
の関係の説明図である。

【図６】本発明によるカラー陰極線管の構造例を説明す
る模式断面図である。

【図７】従来のカラー陰極線管のフェースプレートに施
されている反射防止・帯電防止構造を説明する部分断面
図である。

【符号の説明】

１フェースプレート部５反射防止・帯電防止層５Ａ顔料微粒子５Ｂ導電性微粒子５Ｃシリカ層５１第１層５２第２層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内山則和千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者谷口真紀千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者東條利雄千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2H048 CA01 CA11 CA14 CA19 CA23 CA29 5C032 AA02 DD02 DE01 DE03 DG01 DG02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェースプレート部及びネック部と、これ
らの相互間を連結しているファンネル部とからなる真空
外囲器を含み、上記フェースプレート部の内表面に複数
の蛍光体をモザイク状に形成した蛍光体スクリーンと、
この蛍光体スクリーンに近接配置された色選択電極と、
上記ネック部に収納されて複数の電子ビームを上記蛍光
体スクリーンに向けて投射する電子銃と、上記ネック部
とファンネル部の遷移領域に外装されて上記電子ビーム
を水平と垂直の両方向に偏向して上記蛍光体スクリーン
上にラスタを描かせるための偏向装置とを少なくとも具
備したカラー陰極線管において、前記フェースプレート部の外表面に、その表面を導電性
の超微粒子で被覆して結着剤で固定した波長選択吸収性
を有する顔料からなる高屈折率・高導電性の波長選択吸
収膜の第１層と、この第１層上に塗布された低屈折率の
第２層を有することを特徴とするカラー陰極線管。