JP2006514415A5

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Publication number: JP2006514415A5
Application number: JP2004569218A
Authority: JP
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2007-02-08

Description

内部減光フィルタを有する陰極線管

本発明は、カラー陰極線管（ＣＲＴ）に係り、より特には、内部減光フィルタを有する発光スクリーンの組立体に係る。

カラー陰極線管（ＣＲＴ）は、典型的には、電子銃、開口マスク、及びスクリーンを有する。開口マスクは、電子銃とスクリーンとの間に置かれる。スクリーンは、ＣＲＴ管のフェースプレートの内側面に位置付けられる。開口マスクは、電子銃で生成された電子ビームをＣＲＴ管のスクリーン上の適切な発色リン光体（ｃｏｌｏｒｅｍｉｔｔｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒ）に向かって方向付けるよう機能する。

スクリーンは、発光スクリーンであり得る。発光スクリーンは、典型的には、その上で形成された３つの異なる発色リン光体（例えば、緑色、青色、及び赤色）のアレイを有する。発色リン光体の夫々は、マトリクス・ラインによって他から離されている。マトリクス・ラインは、典型的には、光吸収性黒色の不活性物質で形成される。

ＣＲＴのフェースプレートは、典型的には、低い透過率係数を有するガラスパネルを有する。しかしながら、低透過率係数を備えたガラスパネルの使用は、ＣＲＴ管が「ハロ（後光）」効果を示す原因となり得、これはパネルの周囲から中心までの反射の勾配によって現れる。かかる反射の勾配の結果として、望ましくないことには、管がオフである際にＣＲＴのフェースプレートの周囲が中心よりも暗く見える。

故に、上述の課題を克服する発光スクリーンに対する必要性が存在する。

本発明は、陰極線管（ＣＲＴ）の発光スクリーンの組立体上に、内部減光フィルタを形成する構成及び方法に係る。発光スクリーンの組立体は、ＣＲＴ管のガラスのフェースプレートパネルの内面に形成される。発光スクリーンの組立体は、青色の領域、緑色の領域、及び赤色の領域のうちの１つに対応して３つのフィールドのセットを定義付けるパターン化された光吸収性のマトリクスを有する。内部減光フィルタは、光吸収性マトリクス上に形成される。続いて、青色、緑色、及び赤色のリン光体のアレイは、光吸収性マトリクスで定義付けられた青色の領域、緑色の領域、及び赤色の領域のうちの１つに対応して内部減光フィルタ上に形成される。

内部減光フィルタは、赤色顔料、青色顔料、及び少なくとも１つの無顔料（ｎｏｎ−ｐｉｇｍｅｎｔ）酸化物粒子を含む構成を有する。内部減光フィルタは、ＣＲＴ管の「ハロ」効果を排除すると同時に、パネルにわたってスクリーンの反射を低減させるよう機能する。

本発明は、添付の図面に関し、より詳細に説明される。

図１は、ガラス外囲器１１を有する従来のカラー陰極線管（ＣＲＴ）１０を示す。ガラス外囲器は、ファネル１５によって接続されたフェースプレートパネル１２及び管状ネック部１４を有する。ファネル１５は、陽極ボタン１６と接触し、陽極ボタン１６からネック部１４へと延在する内部導電被覆（図示せず）を有する。

フェースプレートパネル１２は、画面１８、及び周辺フランジ又はガラス・フリット２１によってファネル１５に密封される側壁２０を有する。３色の発光リン光体スクリーン２２は、フェースプレートパネル１２の内面上にある。図２の断面図中のスクリーン２２は、ライン・スクリーン（ｌｉｎｅｓｃｒｅｅｎ）である。ライン・スクリーンは、３つ組で夫々配置された赤色放射、緑色放射、及び青色放射リン光体のストライプＲ，Ｇ，及びＢを有する多数のスクリーン素子を有する。各３つ組は、三色夫々のリン光体ラインを有する。Ｒ，Ｇ，及びＢリン光体のストライプは、電子ビームが生成される平面に対して略垂線である方向に延びる。Ｒ，Ｇ，及びＢリン光体のストライプは、内部減光フィルタ４０上に形成される。内部減光フィルタ４０は、赤色顔料、青色顔料、及び少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子の混合を有する。

光吸収性マトリクス２３は、内部減光フィルタ４０の下方で形成され、リン光体のラインの夫々を分離する。望ましくはアルミニウムである薄い導電層２４（図１参照）は、スクリーン２２の上にあり、画面１８を介してリン光体素子から放射される反射光と同様にスクリーン２２に均一な第１の陽極電位を適用する手段を与える。スクリーン２２及び覆っているアルミニウム層２４は、スクリーン組立体を有する。

複数開口の、カラー選択電極、又はシャドーマスク２５（図１参照）は、従来の手段によって、スクリーン２２に対して所定の間隔をあけて、フェースプレートパネル１２内に取外し可能に取り付けられる。

図１中破線で概略的に図示された電子銃２６は、ネック部１４内の中心に取り付けられ、中心に１つ及び側方又は外側に２つのビームの３つの直列の電子ビーム２８を、シャドーマスク２５を介してスクリーン２２までの収束経路に沿って生成するようにされる。ビーム２８の直列の方向は、紙の平面に対して略垂線である。

図１中のＣＲＴは、ファネルからネック部への接合部近辺に示されるヨーク３０等の、外部磁界偏向ヨークとともに使われるよう設計される。作動された際、ヨーク３０は、３つのビーム２８を磁界に当て、ビームがスクリーン２２をわたって水平方向及び垂直方向に矩形のラスターを走査するようにさせる。

スクリーン２２は、図３中概略的に示された工程段階に従って製造される。最初に、フェースプレートパネル１２は、参照符号３００で示される通り、望ましくは腐食性溶液で洗浄し、水ですすぎ洗い、緩衝フッ酸でエッチングし、再度水ですすぎ洗うことによって、洗浄される。フェースプレートパネル１２は、望ましくは、高透過率ガラス（４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの波長で約８０％より大きい透過率）で形成される。内部減光フィルタを備えた高透過率ガラスの組合せは、「ハロ」効果を防止すると同時に、低透過率ガラスから観察された通り、望ましい透過率及び反射率を与える。

続いて、フェースプレートパネル１２の内面は、望ましくは、１９７１年１月２６日発行米国特許第３，５５８，３１０号明細書（Ｍａｙａｕｄ）、２０００年１月１１日発行米国特許第６，０１３，４００号明細書（ＬａＰｅｒｕｔａ外）、又は２０００年３月１４日発行米国特許第６，０３７，０８６号明細書（Ｇｏｒｏｇ外）において説明される通りのウェット・マトリクスの工程を使用して、参照符号３０２によって示される光吸収性マトリクス２３を備えられる。

光吸収性マトリクス２３は、フェースプレートパネル１２の内側画面にわたって均一に与えられる。約６８ｃｍ（２７インチ）の対角寸法を有するフェースプレートパネル１２に関しては、光吸収性マトリクス２３の層に形成された開口は、約０．０７５ｍｍ乃至約０．２５ｍｍの範囲の幅を有し得、不透明なマトリクス・ラインは、約０．０７５ｍｍ乃至約０．３０ｍｍの範囲の幅を有し得る。図４Ａを参照すると、光吸収性マトリクス２３は、赤色のフィールドＲ、緑色のフィールドＧ、及び青色のフィールドＢの３組のフィールドを定義付ける。

図４Ｂと同様に図３中の参照符号３０４を参照すると、内部減光フィルタ４０は、フェースプレートパネル１２の内面上で光吸収性マトリクス２３にわたって適用される。内部減光フィルタ４０は、青色顔料、赤色顔料、及び少なとも１つの無顔料酸化物粒子を有し得る水性懸濁液から適用され得る。

内部減光フィルタは、パネルにわたって画面の反射率を低減させ、ＣＲＴ管の「ハロ」効果を最低限化又は排除するよう機能する。内部減光フィルタを有する粒子は、ＣＲＴスクリーンからリン光体放射の超過散乱を低減するよう、約１００ｎｍ（ナノメートル）の平均径を有するべきである。粒子の径は、また、ＣＲＴの性能を低下させる結果になり得る不連続性なしに均一なフィルタ層を形成することに貢献する。

内部減光フィルタは、約５重量％乃至約１２重量％の範囲内である青色顔料及び赤色顔料の総顔料重量％を有するべきである。総顔料重量％は、約４．５重量％乃至約１１．６重量％の範囲内の青色顔料と、約０．１５重量％乃至約１．２重量％の範囲内の赤色顔料を有するべきである。総顔料含有量の上述の範囲は、所望のレベルまでの適切な透過率を有するガラスと複合された際、フェースプレートパネルによって周辺光を低減する。赤色顔料に対する青色顔料の割合を変更することで、フィルタの所望の光応答が与えられる。赤色顔料に対する青色顔料の効果的な割合の範囲は、約９：１乃至約３２：１であると判明している。内部減光フィルタの厚さは、約１マイクロメートル乃至約２マイクロメートルの範囲内であるべきである。

青色顔料は、例えば、ＣｏＯ．Ａｌ_２Ｏ_３ダイピロキサイド青色顔料ＴＭ−３４９０Ｅであり得、米国ニュージャージー州パターソンのＤａｉｃｏｌｏｒ−Ｐｏｐｅ，Ｉｎｃ．社より市販されている。他の適切な青色顔料は、他にもあるが、例えば、米国オハイオ州シンシナティのＳｈｅｐｈｅｒｄＣｏｌｏｒＣｏ．社より市販されているＥＸ１０４１青色顔料を有し得る。

青色顔料は、ボールミル粉砕工程を使用して粉砕され得る。該工程では、顔料は、水性懸濁液において１つ又はそれ以上の界面活性剤とともに分散される。青色顔料は、例えば少なくとも約１９時間から約７２時間まで約１．５８７５ミリメートル（１／１６インチ）のＺｒＯ_２ボールを使用して、ボールミル粉砕され得る。望ましくは、青色顔料は、約６６時間ボールミル粉砕され得る。青色顔料の平均的な粒径は、ボールミル粉砕後、約１２ｎｍ（ナノメートル）であった。−
赤色顔料は、例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３ダイピロキサイド赤色顔料ＴＭ−３８７５であり得、米国ニュージャージー州パターソンのＤａｉｃｏｌｏｒ−Ｐｏｐｅ，Ｉｎｃ．社より市販されている。他の適切な赤色顔料は、他にもあるが、例えば、米国イリノリ州フェアヴュー・ハイツのＥｌｅｍｅｎｔｉｓＰｉｇｍｅｎｔｓＣｏ．社より市販されているＲ２８９９を有し得る。

赤色顔料は、ボールミル粉砕工程を使用して粉砕され得る。該工程では、顔料は、水性懸濁液において１つ又はそれ以上の界面活性剤とともに分散される。赤色顔料は、例えば少なくとも約１５時間から約９０時間まで約１．５８７５ミリメートル（１／１６インチ）のＺｒＯ_２ボールを使用して、ボールミル粉砕され得る。望ましくは、赤色顔料は、約１９時間ボールミル粉砕され得る。赤色顔料の平均的な粒径は、ボールミル粉砕後、約８５ｎｍであった。−
少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子は、例えばシリカ、酸化アルミニウム、又はそれらの組合せ等の材料を有し得る。少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子は、顔料の径に相当する径を有するべきである。望ましくは少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子の平均径は、約３０ｎｍより小さいべきである。少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子は、フィルタ層のフェースプレートパネルへの接着を強めると考えられる。少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子は、総顔料量に対して、約５重量％乃至約１０重量％の濃度であり得る。

内部減光フィルタは、また、１つ又はそれ以上の、状況に応じて水性溶液で電荷を受け得る有機及び重合体の化合物等である界面活性剤を有し得る。界面活性剤は、陰イオン、非イオン、及び／又は両性の材料を有し得る。界面活性剤は、他の機能の中でも、水性顔料懸濁液内の顔料の均質性の改善、ナノ粒子の安定化、フェースプレートパネルの改善された湿潤性等の多種の機能に使用され得る。適切な界面活性剤の例は、米国ニューハンプシャー州ナシュアのＨａｍｐｓｈｉｒｅＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ社より市販されているＰｌｕｒｏｎｉｃＳｅｒｉｅｓ（エトキシプロポキシ共重合体）Ｌ−６２、及び、中国ＹｉｘｉｎｇＴｏｎｇｄａＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．社より市販されているカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のブロック共重合体界面活性剤と同様に、例えば、ＤＩＳＰＥＸＮ−４０Ｖ及びＡ−４０重合体分散剤（米国ノースカロライナ州ハイ・ポイントのＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社より市販）等の多種の重合体分散剤を有する。

水性懸濁液は、例えば回転塗布によってフェースプレートパネルに塗付され得、フェースプレートパネル１２の内面上の光吸収性マトリクス２３にわたって内部減光フィルタ４０を形成するようにされる。回転塗布された内部減光フィルタ４０は、約６０℃乃至約９０℃の範囲内の温度に加熱され得、内部減光フィルタ４０のフェースプレートパネル１２への接着を強化するようにされる。

図４Ｃと同様に図３中の参照符号３０６を参照すると、フェースプレートパネル１２は、従来技術に既知の方法での選考工程を望ましくは使用して、緑色リン光体４２、青色リン光体４４、及び赤色リン光体４６とともに選別される。

リン光体の内部減光フィルタへの接着は、ライトハウス内で露出エネルギを上昇させるよう従来の工程のパラメータを修正すること、及び／又は現像パラメータを変更することによって改善され得る。例えば、内部減光フィルタで被覆されたフェースプレートパネルは、リン光体が適用される際、標準の被覆されていないフェースプレートパネルより、より高いスラリー乾燥温度、より高い露光時間、より低い顕色剤圧、及び／又はより短い現像時間を使用し得る。

あるいは、事前被覆層は、リン光体を選別するより前に内部減光フィルタにわたって適用される。事前被覆層は、リン光体層が接着可能な内部減光フィルタ上にインターフェイスを形成すべきである。事前被覆層は、例えば、官能シラン、シラノール、及びシロキサンと同様に、ポリビニル・アルコール（ＰＶＡ）等を有し得る。

一例として、内部減光フィルタに使用されるべき水性顔料の混合物が準備された。顔料の混合物は、青色顔料懸濁液、赤色顔料懸濁液、及びシリカ懸濁液を有した。

青色顔料懸濁液は、水１９０グラム、重合体分散剤ＤＩＳＰＥＸＮ−４０（米国ノースカロライナ州ハイ・ポイントのＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社より市販）８グラム、及び、ＴＭ−３４８０ダイピロキサイド青色顔料（米国ニュージャージー州パターソンのＤａｉｃｏｌｏｒ−Ｐｏｐｅ，Ｉｎｃ社より市販）５０グラムをボールミルにセットして準備された。青色顔料懸濁液は、約１．５８７５ミリメートル（１／１６インチ）のＺｒＯ_２ボールを使用して６６時間ボールミル粉砕され、青色顔料濃縮物を形成するようにされる。懸濁剤における青色顔料の平均粒径は、ボールミル粉砕後、約１２０ｎｍ（ナノメートル）であった。再生された青色顔料懸濁液は、約２０重量％の固形分を有し、脱イオン化した水を使用して約１４重量％まで希釈された。

赤色顔料懸濁液は、水１９０グラム、重合体分散剤ＤＩＳＰＥＸＡ−４０（米国ノースカロライナ州ハイ・ポイントのＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社より市販）８グラム、及び、ＴＭ−３８７５ダイピロキサイド赤色顔料（米国ニュージャージー州パターソンのＤａｉｃｏｌｏｒ−Ｐｏｐｅ，Ｉｎｃ社より市販）５０グラムをボールミルにセットして準備された。赤色顔料懸濁液は、約１．５８７５ミリメートル（１／１６インチ）のＺｒＯ_２ボールを使用して１９時間ボールミル粉砕され、赤色顔料濃縮物を形成するようにされる。懸濁剤における赤色顔料の平均的な粒径は、ボールミル粉砕後、約８５ｎｍであった。再生された赤色顔料懸濁液は、約２０重量％の固形分を有し、脱イオン化した水を使用して約１０重量％まで希釈された。

使用されたシリカ懸濁液は、ＳＮＯＷＴＥＸＳ（日本国東京都の日産化学工業株式会社より市販）であった。シリカ懸濁液は、約３０重量％の固形分と７ｎｍ乃至９ｎｍの平均粒径を有する。

１０００グラムの顔料混合物が用意された。かかる混合物は、１４重量％の青色顔料懸濁液６１１グラム、１０重量％の赤色顔料懸濁液４５グラム、シリカ懸濁液２０．６グラムを有し、残りの量は脱イオン化水が加えられた。

顔料混合物は、約１０分間混ぜられ、その後、図４Ｂを参照して上述された通り、フェースプレートパネル１２等の高透過率ガラスパネル（波長４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍで約８０％より高い透過率）に塗付される。パネルは、図４Ａに関連して上述された光吸収性マトリクス２３に類似した光吸収性マトリクス層を有する。顔料混合物は、約３０℃の温度でフェースプレートパネルに塗付され、続いて、被覆されたパネルは、約２０秒間、９５°の角度で約８０ｒｐｍの速度で回転された。続いてフェースプレートパネルは、６５℃に加熱され、３４℃まで冷却された。

透過の性能は、上記で準備されたフェースプレートパネルに対して、被覆されていない高透過率ガラスパネル（波長４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍで約８０％より高い）、及び、低透過率ガラスパネル（波長４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍで約５０％）と比較して、測定された。図５を参照すると、高透過率ガラスパネル１０５で被覆された内部減光フィルタは、波長５５０ｎｍで低透過率ガラスパネル１０２の透過率と合致する透過率を有した。かかる波長は、緑色リン光体放射の最高点であり、フォトオプティック反応の最高点であるため、重要なスペクトル領域の中間点を示す。

あるいは、顔料混合物は、例えば、回転速度、及び回転中のフェースプレートパネルの傾斜角等のアプリケーションのパラメータを調整することにより塗付され得る。一例として、顔料は、約３０℃の温度でフェースプレートパネルに塗付され得、８ｒｐｍの速度で１０°の角度で約１０秒間回転され得る。パネルは、約２０秒を超える間２５°の角度で傾けられ、約３０秒間８ｒｐｍで回転される。パネルは、約３秒を超える間９５°の角度に傾けられ、約２０秒間８０ｒｐｍで回転される。続いてフェースプレートパネルは、少なくとも６５℃に加熱され、１５ｒｐｍの速度で９５°の角度で約３８０秒間回転された。

本発明の実施例に従って作られたカラー陰極線管（ＣＲＴ）の部分的に軸方向断面である側面図である。内部減光フィルタを有する発光スクリーンを示す、図１のＣＲＴのフェースプレートパネルの断面図である。図２中のスクリーン組立体の製造工程のフローチャートを有するブロック図である。内部減光フィルタの形成中のフェースプレートパネル発光スクリーンの内面の図である。内部減光フィルタの形成中のフェースプレートパネル発光スクリーンの内面の図である。内部減光フィルタの形成中のフェースプレートパネル発光スクリーンの内面の図である。高透過率ガラスパネルの波長、内部減光フィルタで被覆された高透過率ガラスパネル、及び低透過ガラスパネルの関数として座標で示された透過率を示すプロットである。

Claims

発光スクリーンの組立体であって、
パターン化された光吸収性マトリクスを上に有するところのフェースプレートパネルと、
内部減光フィルタと、
を有し、
前記内部減光フィルタは、少なくとも２つの顔料と、少なくとも１つの無顔料の酸化物粒子とを有し、前記少なくとも２つの顔料は、約５重量％乃至約１２重量％の範囲内の濃度である、
発光スクリーンの組立体。
前記少なくとも２つの顔料は、青色顔料と赤色顔料とを有する、請求項１記載の発光スクリーンの組立体。
赤色顔料に対する前記青色顔料の割合は、約９：１乃至約３２：１の範囲内である、請求項２記載の発光スクリーンの組立体。
前記青色顔料は、ＣｏＯ．Ａｌ_２Ｏ_３ダイピロキサイド青色を有する、請求項２記載の発光スクリーンの組立体。
前記赤色顔料は、Ｆｅ_２Ｏ_３ダイピロキサイド赤色を有する、請求項２記載の発光スクリーンの組立体。
前記少なくとも２つの顔料は、約１００ナノメートルの平均粒径を有する、請求項１記載の発光スクリーンの組立体。
前記内部減光フィルタに形成された事前被覆層を更に有する、請求項１記載の発光スクリーンの組立体。
前記事前被覆層は、ポリビニル・アルコール、官能シラン、シラノール、及びシロキサンを有する群から選択された物質を有する、請求項７記載の発光スクリーンの組立体。