JP2721287B2 - 顔料付青色発光蛍光体及びカラーブラウン管 - Google Patents

顔料付青色発光蛍光体及びカラーブラウン管

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーブラウン管等の
蛍光体膜に適した顔料付青色発光蛍光体及びフェースプ
レート内表面に青色顔料粒子を含む青色発光蛍光膜を備
えたカラーブラウン管に関する。
【0002】
【従来の技術】カラーブラウン管や蛍光表示管等の画像
のコントラストを向上させるために、蛍光面における外
光の反射を吸収するフィルター粒子を蛍光体表面に付着
する顔料付蛍光体を用いる方法、並びに、ブラウン管の
フェースプレートに着色ガラスを用いる方法が知られて
いる。ブラウン管のフェースプレートに着色ガラスを用
いる方法は、ガラスの透過率を低下させることにより、
実用領域でコントラストを比較的容易に選択することが
できるが、外光だけでなく蛍光膜からの発光を吸収する
割合も高くなるため、明るさの低下が著しい。また、顔
料付蛍光体を蛍光膜に用いる方法は、画面の明るさをで
きるだけ低下させずにコントラストを改善するのに有効
な方法である。
【0003】ところで、上記フィルター材料が蛍光体の
発光スペクトルをシャープにするために使用されること
もある。このフィルター材料は、透過率が蛍光体の発光
波長領域で高く、その他の波長領域で低いことが要求さ
れる。この透過率の特性により、蛍光体自体の発光と合
致しない光成分を吸収し、明るい外光のもとでのコント
ラストを向上させることができる。青色発光蛍光体にお
いては、その発光ピークである450nm付近における
吸収ができるだけ少なく、それ以外の波長領域における
吸収ができるだけ多い顔料を使用すればよい。
【0004】この種の青色顔料として、特開昭54─2
8784号公報に群青(3NaAl・SiO2 ・Na2
2 )、紺青(Fe4 [ Fe( CN) 6 ] 3 ・nH
2O)、アルミン酸コバルト(CoO・nAl2 3 )
、セルリアンブルー(CoO・nSnO2 ) 、硫化銅
(CuS)等が提案されている。しかし、一般に実用さ
れているアルミン酸コバルトは、体色が青色蛍光体の発
光スペクトルと一致せず、特に、490nm付近の反射
率が高いためにコントラストの向上を目的とするときに
は有効でない。
【0005】また、一部に実用されている群青は、アル
ミン酸コバルトに比べて優れた特性を有するものの、化
学的安定性が極めて乏しいために、蛍光体への付着工程
やブラウン管への塗布工程において退色する欠点を有し
ている。この退色防止のために、珪酸化合物で群青顔料
を被覆する方法も知られているが、ブラウン管に塗布し
たときに、電子線照射によってその体色が顕著に変化
し、蛍光面の発光スペクトルのピークをシフトさせると
いう欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記の欠点を解消し、堅牢性および化学的安定性、反射ス
ペクトル特性に優れた青色顔料を付着し、ブラウン管に
塗布するときに良好な青色発光が得られる顔料付青色発
光蛍光体、並びに、フェースプレート内表面に上記青色
顔料を含む青色発光蛍光膜を備えたカラーブラウン管を
提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、青色発光蛍光
体の表面に青色顔料を付着してなる顔料付青色発光蛍光
体において、青色顔料としてCoO・ZnO・SiO2
系顔料を用いたことを特徴とする顔料付青色発光蛍光
体、並びに、フェースプレート内表面に青色顔料粒子を
含む青色発光蛍光体膜を備えたカラーブラウン管におい
て、青色顔料粒子としてCoO・ZnO・SiO2 系顔
料を用いたことを特徴とするカラーブラウン管である。
【0008】ここで、CoO・ZnO・SiO2 系顔料
とは、Co、Zn及びSiを含有する原料を通常100
0℃以上の温度で数十分から数十時間焼成し、冷却した
後粉砕して得たものであり、それぞれの酸化物の混合物
若しくはそれらの複合酸化物、珪酸コバルトと珪酸亜鉛
の混合物若しくは両者の固溶体、さらには、それらの混
合物等を包含するものである。なお、xCoO・yZn
O・zSiO2 系顔料の組成比は、0.05≦x/z≦
1.5、0.1≦y/z≦2.0の範囲(特に、0.2
≦x/z≦1.0、0.3≦y/z≦1.7の範囲)に
あることが好ましい。この範囲を外れると、色調が変化
するため、青色発光蛍光体と組み合わせる青色顔料とし
て適当でない。そして、この複合酸化物は、それぞれの
酸化物の混合物若しくはそれらの複酸化物、珪酸コバル
トと珪酸亜鉛の混合物若しくは両者の固溶体、さらに
は、それらの混合物等を包含するものである。
【0009】なお、上記顔料の焼成時に必要に応じて各
種融剤やその他の元素を含有させることができる。具体
的には、Li、Na、K、Ca、Mg、Ba、Fe、N
i、Cu、Mn、Ti、V、Al、Sn、Sb、Cr
Prの中の少なくとも1種の元素を含有させてもよ
い。これらの元素は約10重量%以下の範囲で添加する
ことができる。これを越えると、青色顔料として好まし
い色調を得ることができなくなる。
【0010】また、この青色顔料の合成法は特に限定さ
れるものではないが、例えば、次の方法で合成すること
ができる。 (1)乾式混合焼成法 Co、Zn及びSiを含有する原料を所定の割合で配合
し、ボールミルで混合した後、1000℃〜1200℃
の温度で数十分から数十時間焼成し、冷却した後粉砕
し、分級して得る方法である。
【0011】(2)共沈法 コバルトと亜鉛を含む水溶液にアルカリ水溶液を添加
し、コバルトと亜鉛を水酸化物として共沈させ、有機溶
媒で水を置換した後、加水分解により酸化珪素を沈殿の
表面に沈着し、空気中で約800〜900℃で焼成する
方法である(特開平5─209173号公報参照)。こ
こで水溶液を調製するために使用するコバルト及び亜鉛
化合物としては、塩化物、フッ化物、ヨウ化物、臭化
物、硫酸塩、硝酸塩等を使用することができ、水置換用
の有機溶媒としては、エタノール、メタノール等を使用
することができ、珪素原料としては、珪酸アルコキシド
等を使用することができる。
【0012】(3)共沈・乾式混合焼成法 コバルトと亜鉛を含む水溶液に、それ自身、水に溶解
し、コバルト並びに亜鉛と反応して水難溶性若しくは水
不溶性物質を生成する有機化合物を沈殿剤として添加
し、コバルトと亜鉛を共沈させ、乾燥させた後、酸化珪
素を混合し、空気中で約900〜1000℃の範囲で焼
成する方法である(特願平4─36890号参照)。こ
こで使用するコバルトと亜鉛を含む水溶液は、上記の共
沈法と同様であり、沈殿剤としては、それ自身、水に溶
解し、コバルト並びに亜鉛と反応して水難溶性若しくは
水不溶性物質を生成する有機化合物、例えば、蓚酸、酒
石酸等を用いることが好ましい。また、酸化珪素として
は、より反応性に優れた比表面積100m2 /g以上の
超微粒子の無水物を用いることが好ましい。
【0013】本発明で使用することのできる青色発光蛍
光体としては、380〜500nmの範囲内に発光スペ
クトルの主要部を有するもので、具体的には銀付活硫化
亜鉛系蛍光体〔ZnS:Ag,X(Xはハロゲン又はA
l)、ZnS:Ag,M,X(MはGa,In等、Xは
ハロゲン又はAl)〕、Y2 SiO5 :Ce、Ca2
5 9 Cl:Eu、(Bax Mg1-x ) O・nAl2
3 :Eu(0≦x≦1,7≦n≦8)、SrSi3 8
Cl4 :Eu、CaWO4 、CaWO4 :Pb、BaF
Cl:Eu、Gd2 2 S:Tb、ZnS:Zn等を挙
げることができる。
【0014】上記の青色顔料を青色発光蛍光体に付着す
る量は、0.3〜30重量%の範囲が好ましい。付着量
が下限値を下回るとフィルター効果が小さすぎ、また、
上限値を越えると、発光輝度が十分でなくなる。
【0015】
【作用】本発明者等は、青色発光蛍光体の発光スペクト
ルと一致する体色を有する顔料を、ブラウン管の蛍光膜
に使用して真空中で長時間にわたり電子線照射を受けて
も劣化や退色の少ない顔料を種々検討したところ、上記
のCoO・ZnO・SiO2 系青色顔料が上記の条件を
満たすことを見いだし、該青色顔料を付着した顔料付青
色発光蛍光体をフェースプレートに塗布するか、フェー
スプレートと青色発光蛍光膜の間に顔料層として塗布す
る、青色顔料粒子を含む青色発光蛍光膜により、明るさ
を保持し、高いコントラストの蛍光面を得ることがで
き、明るい外光の下でも見やすいカラーブラウン管を提
供できることを見出した。
【0016】図1は、xCoO・yZnO・zSiO2
顔料(x=0.36,y=0.6,z=1.0)並びに
アルミン酸コバルト顔料の拡散反射スペクトルを対比し
たグラフであり、図2は、代表的な青色発光蛍光体であ
るZnS:Ag,Cl蛍光体の発光スペクトルを示した
グラフである。図1及び図2を対比すると明らかなよう
に、蛍光体の発光スペクトルと顔料の拡散反射率即ち体
色が、アルミン酸コバルト顔料よりxCoO・yZnO
・zSiO2 顔料の方がより一致していることが分か
る。また、アルミン酸コバルト顔料は490nm付近に
特有なピークを有するが、xCoO・yZnO・zSi
2 顔料はかかる特有なピークがなく、480〜520
nmにおけるフィルター効果がアルミン酸コバルト顔料
より優れていることが分かる。
【0017】図3は、電子線照射による劣化について示
したものであり、xCoO・yZnO・zSiO2
料、アルミン酸コバルト顔料、並びに、群青を金属板に
塗布し、20KV,30μA/cm2 の強度の電子線を
30分間照射したときの体色の変化をCIE方式のx,
y値で示したものである。図3から明らかなように、群
青、アルミン酸コバルト顔料の順に体色が大きく変化し
ているが、xCoO・yZnO・zSiO2 顔料は、ほ
とんど変化が見られず、堅牢性、化学的安定性に優れて
いることが分かる。このことは、ブラウン管等で長時間
使用する場合においても、体色と発光色が変化しないこ
とを意味し、実用上極めて有効である。
【0018】図6は本発明のカラーブラウン管の一部切
欠側面図であり、図7は図6の蛍光面の要部拡大断面図
である。フェースプレートへの顔料層の形成は、蛍光膜
の形成と同様にフォトリソグラフィ技術を用いて行うこ
とができる。まず、予めブラックマトリックス2を形成
したフェースプレート1の内表面に第1の顔料スラリ
ー、例えば、緑色顔料と感光性結合剤、例えば、重クロ
ム酸アンモニウム(以下ADCという)とポリビニルア
ルコール(以下PVAという)とを混合してなるスラリ
ーを塗布、乾燥して膜を形成し、該膜にシャドウマスク
を介して露光し、現像して緑色顔料層3を所定のパター
ンに形成する。次いで、第2の顔料スラリー、例えば、
青色顔料と感光性結合剤とを混合した青色顔料スラリー
を用いて、上記と同様の手順で上記緑色顔料層3とは別
の位置に所定のパターンで青色顔料層4を形成する。さ
らに、第3の顔料スラリー、例えば、赤色顔料スラリー
を用いて、上記と同様の手順で上記緑色顔料層3、青色
顔料層4とは別の位置に所定のパターンで赤色顔料層5
を形成する。次いで、フォトリソグラフィ技術によっ
て、緑色蛍光体、青色蛍光体及び赤色蛍光体をそれぞれ
の色の顔料層の上に塗布して緑色蛍光体絵素6、青色蛍
光体絵素7及び赤色蛍光体絵素8を形成し、さらにその
上にアルミニウム膜を蒸着してメタルパック9を形成し
てフェースプレート1の上に蛍光面を完成する。このフ
ェースプレート1を備えたパネル10をファネル11と
封着し、電子銃12を取り付けてカラーブラウン管を完
成する。
【0019】
【実施例】
(実施例1)銀付活硫化亜鉛青色発光蛍光体100部に
対し、蒸留水100部を加えてスラリーとし、xCoO
・yZnO・zSiO2 顔料(x=0.36,y=0.
6,z=1.0)1部を加えて45℃に加温しながら、
バインダーとしてゼラチン0.36部及びアラビアゴム
0.3部を水溶液にしたものを加え、酢酸によってpH
を4.1に調整してから室温まで放冷した後、50%の
グルタルアルデヒド水溶液7.5部を加えてバインダー
を硬化させた。また、上記顔料の付着量を3部、5部、
7部に変えて同様に顔料を付着させて実施例の顔料付蛍
光体を得た。さらに、比較のために、上記顔料の代わり
にアルミン酸コバルトを1部、3部、5部、7部を上記
実施例と同様にそれぞれ付着させて比較例の顔料付蛍光
体を得た。図4は、上記実施例及び比較例の2種類8つ
の顔料付蛍光体について、490nmと450nmにお
ける拡散反射率を測定し、縦軸に(490nmの反射
率)/(450nmの反射率)を、横軸に顔料の付着量
をとってグラフにしたものである。図4から明らかなよ
うに、実施例の方が比較例より小さな値を示しており、
フィルター効果が大きいことが分かる。また、図5は、
上記実施例の中、顔料を7部付着させた蛍光体と上記比
較例中、顔料を3部付着させた蛍光体について、拡散反
射率分布を対比したグラフである。図5から明らかなよ
うに、比較例の蛍光体は、490nm付近にピークを示
しているが、実施例の蛍光体は、このようなピークがな
く、蛍光体の発光スペクトルとよく一致していることが
分かる。
【0020】(実施例2) 青色顔料として乾式混合焼成法で製造したxCoO・y
ZnO・zSiO2 複合酸化物(x=1.0,y=1.
0,z=1.0)5重量%、PVA(重合度2400,
ケン化度88%)2重量%、重クロム酸ナトリウム(関
東化学社製)0.15重量%、界面活性剤0.03重量
%及び残部水からなる組成の顔料スラリーを用い、フォ
トリソグラフィ法でフェースプレート内表面上に平均厚
さ1μmの青色顔料層を形成した。次いで、青色発光蛍
光体として、ZnS:Ag,Clを用い、常法により上
記の青色顔料層の上に青色蛍光体絵素を形成した。比較
のために、上記の青色顔料の代わりに、アルミン酸コバ
ルト、並びに、群青を上記実施例と同じ厚さで塗布して
上記実施例と同様に蛍光面を形成した。
【0021】(輝度及びコントラストの比較)上記の実
施例及び比較例の蛍光面の輝度及びコントラストを測定
したところ、表1のような結果を得た。なお、コントラ
ストの値は、フェースプレート表面に外光を照射した時
の明部(実装状態で白色に光っている部分)の輝度と暗
部(実装状態で発光していない部分)の輝度との比とし
て示した。表1より明らかなように、実施例の蛍光面は
2つの比較例に比べて白色輝度の低下が少なく、高いコ
ントラストが維持されたことが分かる。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、青色発光蛍光体の発光スペクトルに一致する拡散
反射率を有し、かつ、堅牢性、化学的安定性に優れた青
色顔料を青色発光蛍光体に付着することができ、更に、
付着工程、塗布工程やブラウン管の使用において、劣化
や色シフトのない優れた青色発光蛍光体を提供すること
ができるようになった。また、上記青色顔料の層をフェ
ースプレートと青色発光蛍光膜との間に設けることによ
り、明るさを保持し、高いコントラストの蛍光面を得る
ことができ、その結果、明るい照明の下でも画面の見や
すいカラーブラウン管を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルミン酸コバルト顔料とCoO・ZnO・S
iO2 系顔料の拡散反射率スペクトルを示したグラフで
ある。
【図2】青色発光蛍光体として代表的なZnS:Ag,
Cl蛍光体の発光スペクトルを示したグラフである。
【図3】群青、アルミン酸コバルト顔料、及び、CoO
・ZnO・SiO2系顔料を電子線で照射するときの色
シフトをCIE方式のx,y値で示したグラフである。
【図4】アルミン酸コバルト顔料並びにCoO・ZnO
・SiO2 系顔料を付着させた青色発光蛍光体につい
て、490nm及び450nmにおける拡散反射率スペ
クトルのピークの比R490 /R450 を示したグラフであ
る。
【図5】アルミン酸コバルト顔料並びにCoO・ZnO
・SiO2 系顔料を付着させた青色発光蛍光体の拡散反
射率分布を示したグラフである。
【図6】本発明の1具体例であるカラーブラウン管の一
部切欠側面図である。
【図7】図6の蛍光面の要部拡大断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 11/63 CPL C09K 11/63 CPL 11/64 CPP 11/64 CPP 11/68 CQC 11/68 CQC 11/79 CQC 11/79 CQC 11/84 CPD 11/84 CPD H01J 29/20 H01J 29/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 青色発光蛍光体の表面に青色顔料を付着
    してなる顔料付青色発光蛍光体において、青色顔料とし
    てCoO・ZnO・SiO2 系顔料を用いたことを特徴
    とする顔料付青色発光蛍光体。
  2. 【請求項2】 CoO・ZnO・SiO2 系顔料にL
    i、Na、K、Ca、Mg、Ba、Fe、Ni、Cu、
    Mn、Ti、V、Al、Sn、Sb、Cr及びPrの中
    の少なくとも1種の元素を含有させた青色顔料を用いた
    ことを特徴とする請求項1記載の顔料付青色発光蛍光
    体。
  3. 【請求項3】 xCoO・yZnO・zSiO2 系顔料
    の組成比が0.05≦x/z≦1.5、0.1≦y/z
    ≦2.0の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2
    記載の顔料付青色発光蛍光体。
  4. 【請求項4】 フェースプレート内表面に青色顔料粒子
    を含む青色発光蛍光膜を備えたカラーブラウン管におい
    て、青色顔料粒子としてCoO・ZnO・SiO2 系顔
    料を用いたことを特徴とするカラーブラウン管。
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