JPH0139706Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は白色発光の単色デイスプレイ用陰極線
管装置、更に詳しくは、高輝度で色むらの少ない
長残光性白色発光螢光膜を有する単色デイスプレ
イ用陰極線管装置に関す。 近年、細密な文字や図形の表示が行なわれるコ
ンピユーターの端末表示装置、航空機管制システ
ムの表示装置等としては高解像度のデイスプレイ
用陰極線管装置の使用が望まれている。 このような高解像度のデイスプレイ用陰極線管
装置の螢光膜は長残光性の螢光体で構成される必
要がある。これは、陰極線管装置の螢光膜が短残
光性の螢光体で構成されると、螢光膜走査速度が
遅いために画面にちらつき（フリツカ）が生じる
ためである。一般にこのような高解像度のデイス
プレイ用陰極線管装置の螢光膜を構成する螢光体
は残光時間（本明細書では励起停止後発光輝度が
励起時の10％まで低下するのに要する時間すなわ
ち「10％残光時間」を意味するものとする）が普
通の陰極線管装置の螢光膜を構成する短残光性螢
光体よりも十乃至数十倍以上長いことが必要であ
る。 更に、最近この種の陰極線管装置のデイスプレ
イとしての用途が汎用化するにつれ、使い易く、
目の疲労を少くし、使用効率を高めるため、この
分野にも人間工学を応用する動きが広がつてき
た。 上記点に鑑みて、デイスプレイ用陰極線管装置
には以下に示す非常に多くの性能が要望されてい
る。 (1) フリツカが無い（陰極線管装置のフレーム周
波数に適合した残光時間を螢光膜が有してい
る）、 (2) 明かるい（螢光体の輝度が高いと必要に応じ
て螢光面のコントラストを高めうる）、 (3) 見易い（発光色が橙色〜黄色、緑色および白
色の様な特定の発光色を示す）、 (4) 高解像度の表示が可能（陰極線管装置のビー
ム径が充分細かい）、 (5) 公害物質を含まない（特に日本では公害物質
を含むと実用されにくい）、 (6) 劣化が少ない（螢光面の輝度劣化やこれによ
る色ずれが生じない）。 特に白色発光高解像度の単色デイスプレイ用陰
極線管装置（以下陰極線管装置と略称する）は長
時間の視認でも視覚の疲労が少ないために、これ
らの用途に多数用いられている。 本考案者等は、上記白色発光の陰極線管装置に
おいて、前記人間工学の面からの要望を満たすべ
く検討した。そして、これらの性能の多くは陰極
線管装置に使用される螢光体の特性に基くもので
ある事に着目し、長残光性白色発光螢光体につい
て検討した。この様な螢光体としては、後記の第
１表の「従来」欄に示す様な螢光体が知られてい
る。しかしながら、前記性能を総て満足するもの
は全く知られていない。一般には、その中で最も
好ましい（特に日本においてはカドミウム公害の
点から）緑色発光のマンガン付活珪酸亜鉛螢光体
（P39螢光体）と赤色発光のマンガン付活燐酸亜
鉛螢光体（P27螢光体）と短残光性青色発光銀付
活硫化亜鉛螢光体（P22−Ｂ螢光体）との混合螢
光体が用いられることが多い。 しかしながらこの混合螢光体は、残光カーブが
著しく異つているため、混合螢光体においては残
光に発光色と比べて色ずれが生じ、好ましくな
い。更に輝度も不充分であり、前述の如き人間工
学的な要望を満足し得ない。 本考案者等は、最も現用されている前記P39螢
光体、P27螢光体とおよびP22−Ｂ螢光体との混
合螢光体を螢光膜とする陰極線管装置の有する欠
点が無い、改良された陰極線管装置を得るべく研
究を進めた結果、新規な混合螢光体を用いて螢光
膜を構成し、特定の陰極線を走査する電子銃等と
組合せた陰極線管装置によれば前記要望を総て満
足する事を見出して本考案に至つた。 本考案の陰極線管装置は、陰極線を放射する電
子銃に対向するフエースプレート上に、組成式が （In_1-xM_x）BO₃：Eu_yLn_z （但しＭはSc，Ｙ，Gd，Al及びGaのうちの少
なくとも１種、LnはTb，Pr及びSmのうちの少
なくとも１種、又、ｘ，ｙ及びｚはそれぞれＯ≦
ｘ≦0.3，0.002≦ｙ≦0.2，Ｏ≦ｚ≦0.001，ｘ＋
ｚ≠Ｏなる条件を満す） で示されるユーロピウム付活硼酸インジウム系螢
光体、長残光性緑色発光マンガン付活珪酸亜鉛系
螢光体及び長残光性青色発光銀付活硫化亜鉛系螢
光体の混合螢光体を主成分とする白色発光螢光膜
が形成されていることを特徴とするものである。 なお、本考案の陰極線管装置の螢光膜は前述の
長残光性の白色発光混合螢光体のみから形成され
るものであつてもよいし、あるいは発光色や残光
時間を調整するために少量の他の螢光体が混合さ
れたものから形成されるものであつてもよい。本
考案で言うフレーム周波数とはラスタスキヤン表
示やランダムスキヤン表示等において一画像を１
秒間にスキヤンする回数を表わす。 また、本明細書に述べられる残光時間の値はい
ずれも電子銃から放射される刺激電子線の電流密
度が0.4μ_A／cm²である場合の値であり、本考案で
言う螢光面におけるビーム径とは、陰極線のビー
ム径が直接測定出来ない事から、陰極線のビーム
を螢光面に照射した時、ジヤストフオーカス部に
て発光した発光スポツトの発光強度分布のφ₁₀（輝
度分布上、ピーク輝度の10％の位置で定義された
スポツト径）値に相当する。 以下本考案について詳述する。 本考案の陰極線管装置の陰極線管部分は電子銃
（電子銃の駆動性能も含める）と螢光膜の構成体
を除いては従来の白黒テレビジヨン用陰極線管の
如き単色発光陰極線管とほぼ同じである。即ち、
本考案の陰極線管装置は、第１図に示される様
に、フアネル１のネツク部２に電子銃３が設けら
れ該電子銃３に対向するフエースプレート４上全
面に螢光膜５が形成された陰極線管（一般には螢
光膜５の背面に励起の際のチヤージアツプを防止
するためのアルミニウム蒸着膜６を設けられる）
と、この陰極線管を駆動する装置とを含む。ここ
で、上記螢光膜５の主要部は特定の長残光性白色
発光混合螢光体から成り、且つ上記電子銃３は特
定のビーム径と特定のフレーム周波数の陰極線を
放射することができる。 本考案装置に用いられる螢光膜５は長残光性白
色発光混合螢光体から成り、この混合螢光体は長
残光性赤橙色発光ユーロピウム付活硼酸インジウ
ム系螢光体と長残光性緑色発光マンガン付活珪酸
亜鉛系螢光体及び長残光性青色発光銀付活硫化亜
鉛系螢光体との混合によつて得られる。 前記ユーロピウム付活硼酸インジウム系螢光体
は、その発光色が赤橙色と言う汎用されない発光
色の為、従来実用には供せられていなかつた螢光
体であり、特に本考案で用いられる螢光体として
は組成式が （In_1-xM〓_x）BO₃：En_yLn_z （但しM〓はSc，Ｙ，Gd，Al及びGaのうちの
少なくとも１種、LnはTb，Pr及びSmのうちの
少なくとも１種、又、ｘ，ｙ及びｚはそれぞれ０
≦ｘ≦0.3，0.002≦ｙ≦0.2、 ０≦ｚ≦0.001，ｘ＋ｚ≠Ｏなる条件を満す） で示されるユーロピウム付活硼酸インジウム系螢
光体（以下単に硼酸塩螢光体と略称する）が輝度
や残光特性等の点から好ましい。 又前記長残光性緑色発光マンガン付活珪酸亜鉛
系螢光体は、前述の如く、従来デイスプレイ用陰
極線管の緑色発光成分螢光体として汎用されてい
る螢光体であり、特に本考案に用いられる螢光体
としては、組成式が Zn₂SiO₄：Mn_aMe_b （但し、MeはSb及びBiのうちの少なくとも一
方、ａ及びｂはそれぞれ0.00005≦ａ≦0.03，０
≦ｂ≦0.01なる条件を満す） で示されるマンガン付活珪酸亜鉛系螢光体（以
下珪酸塩螢光体と略称する）が輝度や残光特性等
の点から好ましく、特にMeがSbである事が推奨
される。 珪酸塩螢光体には微量の砒素を含有させても良
い。この時の砒素の含有量は残光特性や公害及び
輝度の点から螢光体母体に対し 0.0006モル以下に限られる（但し、厳密な意味の
無公害化が要望される場合は砒素を除く事が推奨
される）。 更に、珪酸塩螢光体においてZnの一部をMg，
Baで、又Siの一部をGeに置換してもよい。 一方前記長残光性青色発光銀付活硫化亜鉛系螢
光体は本出願人が先に出願した特願昭56−
176170，56−181624，56−180721，57−1133，56
−212278，57−12866等に示す如き螢光体であり、
特に本考案に用いられる螢光体としては、組成式
が ZnS：Ag_a′X_b′Y_c′Z_d′ （但し、ＸはGa及びInのうち少なくとも一方、
ＹはCu及びAuのうち少なくとも一方、ＺはAl，
Cl，Ｉ，Br及びＦのうち少なくとも一方、a′，
b′，c′及びd′はそれぞれ順に５×10^-4〜10^-1重量
％、10^-6〜５×10^-1重量％、２×10^-2重量％以
下、および ５×10^-5〜５×10^-2重量％なる条件を満す。）で
示される銀及びガリウム又はインジウムの少なく
とも一方を共付活した硫化亜鉛系螢光体（以下長
残光硫化亜鉛螢光体と略称する）が、輝度や残光
特性等の点から好ましく、上記ＸはGaをＺはAl
及びClのうちの少なくとも一方を用いることが推
奨される。 上記硼酸塩螢光体、珪酸塩螢光体及び長残光性
硫化亜鉛螢光体の残光特性は第２図の曲線ｅ、曲
線ｄ及びｂ及び曲線ｆに示す如くであり、従来の
P27螢光体（曲線ａ）に比べると残光時間は短か
いものの、不要な残光の尾を引かず画像のキレが
良い。又従来のP22−Ｂ螢光体（曲線ｃ）に比べ
ると充分残光が長い。しかも、これらの螢光体は
いずれも残光特性が近似しており、視覚により、
残光の色ずれは認められない。また如何なる混合
比を選択しても残光特性に色ずれを生じないと言
う特性を有している。第３図に示されるCIE色度
座標において硼酸塩螢光体（点Ｂ）、珪酸塩螢光
体（点Ａ）と長残光性硫化亜鉛螢光体（点Ｃ）の
混合螢光体は点Ｂ、点Ａ及び点Ｃを結ぶ領域内の
発光色をその混合比によつて自由に選択し得る。
しかしながら、白色発光を示す為には混合比の片
寄りによる色むらと色再現の点から、本考案にお
いて混合比Ｋは硼酸塩螢光体重量40〜70重量％、
珪酸塩螢光体重量10〜40重量％及び長残光性硫化
亜鉛螢光体重量10〜50重量％の範囲が使用され
る。 本考案の混合螢光体は、従来の混合螢光体
（P27螢光体、P39螢光体及びP22螢光体）より
も、本考案の混合螢光体は、その発光色に最も近
い発光色を示す前記従来の混合螢光体と比べて輝
度が40％〜70％以上も高いことである。更に、こ
の混合螢光体を構成する３種類の螢光体はいづれ
も長時間のエージングによつても輝度劣化が少な
く、従つて混合螢光体における色ずれはほとんど
おこらない。 以上の如き本考案混合螢光体の特性評価を従来
の螢光体の特性評価とともに第１表に示す。 また本考案においては、前述の螢光膜に顔料を
含有させ、高いコントラストを付与させる事が推
奨される。この様な顔料の使用としては、各々の
螢光体の発光色に相当する体色（反射）を有する
顔料を各々の螢光体に付着させる方法か、黒色顔
料（カーボンブラツク、黒色弁柄、黒色タングス
テン等の顔料）を混合もしくは付着させる方法が
あり、本考案では後者が推奨される。

【表】 本考案装置においては、上記混合螢光体に
ZnS：CuAl，ZnS：CuAlGa，ZnS：AuAl，
ZnS：AuAlGa，ZnS：CuAuAl，ZnS：CuCl，
Ln₂O₂S：Eu又はTb（LnはLa，Ｙ，Gd及びLuの
うちの少なくとも１種、以下同じ）、Ln₂O₃：Eu，
LnVO₄：Eu，Ln₂O₃：EuDy，P27，P13，
P25ZnS：Ag等を混合して特性を改良することも
できる。更に、混合螢光体にY₂SiO₅：Ce，
Y₃Al₅O₁₂：Ce，Y₃（AlGa）₅O₁₂：Ce，YAlO₃：
Ce，ZnO：Zn等を混合し、ライトペンに対する
感応性を改良することもできる。 デイスプレイ用陰極線管装置においては解像度
の向上のため螢光面上におけるビーム径の小さな
陰極線を照射する必要がある。この場合、個々の
スポツトに十分に励起エネルギーを付与するため
にはある程度の時間各スポツトに陰極線を当てる
必要がある。従つて、高解像度で且つ十分な輝度
を得るためには、フレーム周波数を低くせざるを
得ない。このため、螢光体は所定の残光特性を有
することが要求され、色ずれ等をおこすことなく
十分な輝度を有するものが望ましいのである。 本考案装置においては、この様な陰極線照射時
に従来の装置に比べ良好な画質を得ることができ
るのであり、即ち本考案装置は上記の如き螢光膜
を有することとともに、電子銃より放射される陰
極線として螢光面におけるビーム径が0.05〜2.00
mm好ましくは0.05〜0.4mmでフレーム周波数が25
〜75Hz好ましくは25〜50Hzである特定の陰極線を
用いる事が推奨される。尚、本考案装置において
はフレーム周波数が30〜50Hzの場合が特に良好な
効果が得られる。即ち、本考案の陰極線管装置に
よれば、特定された走査陰極線と特定された螢光
膜との組合せにより、第１表の「本考案」欄に示
す様に、従来装置に比べてフリツカが極めて少な
く、従来よりも1.5〜２倍以上も明るい画面と、
見易い白色発光の画像が得られ、無公害で劣化の
少ない高解像度の表示が得られる。 以上述べたように、本考案の陰極線管装置は良
好な螢光面と特定の陰極線走査により高輝度で且
つ人間工学的な条件を充分満足させる白色発光を
示す画像が得られ、産業上の利用価値が著しく高
いものである。 次に、実施例によつて本考案を説明する。 実施例 １ 珪酸塩、リン酸塩、水酸化亜鉛もしくはアルミ
ン酸塩の少なくとも１種の表面処理剤で表面処理
した硼酸塩螢光体（（In_0.95Al_0.05）BO₃：Eu）（平
均粒径7μ）44ｇ、珪酸塩螢光体Zn₂SiO₄：Mn，
Sb）（平均粒径7μ）26ｇと銀とガリウム付活硫化
亜鉛螢光体（ZnS：AgGaCl）（平均粒径7μ）30
ｇに溶媒等を加え、充分混合して得られた混合螢
光体のスラリーを周知の沈降塗布法により塗布し
て、フエースプレート内面に螢光膜を形成し、次
いでフイルミング、メタルバツク等の諸工程を経
て陰極線管を製造し、次いで電子銃の走査回路等
を付加して陰極線管装置とした。この陰極線管装
置の螢光面の諸特性を電子銃から放射される陰極
線の螢光面におけるビーム径とフレーム周波数を
変化させて測定した結果、良好な画像が得られ
た。この画像の色度点は（ｘ，ｙ）＝0.274，
0.314）で示される（第３図の点Ｄ）良好な白色
発光（尚この時の発光スペクトルを第４図に示
す）を示した。また点Ｄと最も近い色度点を示す
（P39螢光体、P27螢光体とP22螢光体の混合螢光
体を螢光膜とする）従来の陰極線管装置に比べて
管面輝度は1.6倍明るかつた。尚、螢光面の残光
時間は30ミリ秒であつた。 また、この陰極線管装置を長時間エージングし
た結果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ずれ
もほとんど無かつた。 実施例 ２ 硼酸塩螢光体（（In_0.97Gd_0.03）BO₃：Eu）（平
均粒径7.5μ）42ｇ珪酸塩螢光体（Zn₂SiO₄：Mn，
As，Sb：但しAsは１×10^-4ｇatom／mole）（平
均粒径7.5μ）38ｇと銀、銅とガリウム付活硫化亜
鉛螢光体（ZnS：AgCuGaCl）（平均粒径7.5μ）
30ｇを用いる以外は実施例１と同様にして陰極線
管装置を製造した。この陰極線管装置は良好な画
像を示した。この画像の色度点は（ｘ，ｙ）＝
（0.249，0.290）で示される（第３図の点Ｅ）良
好な白色発光を示した。また点Ｅと最も近い色度
点を示す前記従来の陰極線管装置に比べて管面輝
度は1.5倍明るかつた。尚、螢光面の残光時間は
25ミリ秒であつた。 また、この陰極線管装置は長時間エージングし
た結果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ズレ
もほとんど無かつた。 実施例 ３ 硼酸塩螢光体〔（In_0.9Sc_0.1）BO₃：Eu〕（平均
粒径8μ）50ｇ珪酸塩螢光体（Zn₂SiO₄：Mn）（平
均粒径8μ）23ｇと銀、金及びインジウム付活硫
化亜鉛螢光体（ZnS：AgAuInCl）（平均粒径8μ）
27ｇを用いる以外は実施例１と同様にして陰極線
管装置を製造した。この陰極線管装置は良好な画
像を示した。この画像の色度点は（ｘ，ｙ）＝
（0.313，0.333）で示される（第３図の点Ｆ）良
好な白色発光を示した。また点Ｆと最も近い色度
点を示す前記従来の陰極線管装置に比べて管面輝
度は1.7倍明るかつた。尚、螢光面の残光時間は
30ミリ秒であつた。 また、この陰極線管を長時間エージングした結
果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ずれもほ
とんど無かつた。 実施例 ４ 硼酸塩螢光体［（IN_0.97Y_0.03）BO₃：Eu］（平均
粒径7μ）45ｇ、珪酸塩螢光体（Zn₂SiO₄：Mn，
Sb）（平均粒径8μ）20ｇと銀とガリウム付活硫化
亜鉛螢光体（ZnS：AgGaAl）（平均粒径7.5μ）35
ｇを用いる以外は実施例１と同様にして陰極線管
装置を製造した。この陰極線管装置は良好な画像
を示した。この画像の色度点は（ｘ，ｙ）＝
（0.350，0.390）で示される良好な白色発光を示
した。またこの色度点と最も近い色度点を示す前
記従来の陰極線管装置に比べて管面輝度は1.5倍
明るかつた。尚、螢光面の残光時間は25ミリ秒で
あつた。 また、この陰極線管装置は長時間エージングし
た結果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ズレ
もほとんど無かつた。 実施例 ５ 硼酸塩螢光体［（In_0.95Ga_0.05）BO₃：Eu，
Sm：但しSmは１×10^-5ｇ atom／mole］（平
均粒径7μ）44ｇ、珪酸塩螢光体（Zn₂SiO₄：Mn，
As，Sb：但しAsは１×10^-4ｇ atom／mole）
（平均粒径7.5μ）26ｇと銀とガリウム付活流化亜
鉛螢光体（ZnS：AgGaAlCl）（平均粒径7μ）30
ｇを用いる以外は実施例１と同様にして陰極線管
装置を製造した。この陰極線管装置は良好な画像
を示した。この画像の色度点は（ｘ，ｙ）＝
（0.315，0.350）で示される良好な白色発光を示
した。またこの色度点と最も近い色度点を示す前
記従来か陰極線管装置に比べて管面輝度は1.3倍
明るかつた。尚、螢光面の残光時間は30ミリ秒で
あつた。 また、この陰極線管装置は長時間エージングし
た結果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ズレ
もほとんど無かつた。 実施例 ６ 硼酸塩螢光体（InBO₃：Eu，Tb：但しTbは１
×10^-5ｇ atom／mole）（平均粒径8μ）40ｇ、
珪酸塩螢光体（Zn₂SiO₄：Mn）（平均粒径7μ）25
ｇと銀とインジウム付活硫化亜鉛螢光体（ZnS：
AgInCl）（平均粒径8μ）35ｇを用いる以外は実施
例１と同様にして陰極線管装置を製造した。この
陰極線管装置は良好な画像を示した。この画像の
色度点は（ｘ，ｙ）＝（0.250，0.292）で示される
良好な白色発光を示した。またこの色度点と最も
近い色度点を示す前記従来の陰極線管装置に比べ
て管面輝度は1.4倍明るかつた。尚、螢光面の残
光時間は35ミリ秒であつた。 また、この陰極線管装置は長時間エージングし
た結果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ズレ
もほとんど無かつた。 実施例 ７ 硼酸塩螢光体（InBO₃：Eu，Tb，Pr：但しTb
及びPrは共に１×10^-5ｇ atom／mole）（平均
粒径8μ）43ｇ、珪酸塩螢光体（Zn₂SiO₄：Mn，
As：但しAsは１×10^-4ｇ atom／mole）（平均
粒径7μ）25ｇと銀とガリウム付活硫化亜鉛螢光
体（ZnS：AgGaCl）（平均粒径7μ）33ｇを用い
る以外は実施例１と同様にして陰極線管装置を製
造した。この陰極線管装置は良好な画像を示し
た。この画像の色度点は（ｘ，ｙ）＝（0.260，
0.300）で示される良好な白色発光を示した。ま
たこの色度点と最も近い色度点を示す前記従来の
陰極線管装置に比べて管面輝度は1.5倍明るかつ
た。尚、螢光面の残光時間は30ミリ秒であつた。 また、この陰極線管装置は長時間エージングし
た結果、螢光面の輝度劣化も少なく、且つ色ズレ
もほとんど無かつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の断面概略図であり、第２
図は残光特性を示すグラフであり、第３図はCIE
色度図であり、第４図は発光スペクトルを示すグ
ラフである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 陰極線を放射する電子銃に対向するフエースプ
   レート上に、組成式が （In1−xM_x）BO₃：Eu_yLn_z （但しＭはSc，Ｙ，Gd，Al及びGaのうちの少
   なくとも１種、LnはTb，Pr及びSmのうちの少
   なくとも１種、又、ｘ，ｙ及びｚはそれぞれ０≦
   ｘ≦0.3，0.002≦ｙ≦0.2，０≦ｚ≦0.001，ｘ＋
   ｚ≠０なる条件を満す） で示されるユーロピウム付活硼酸インジウム系螢
   光体、長残光性緑色発光マンガン付活珪酸亜鉛系
   螢光体及び長残光性青色発光銀付活硫化亜鉛系螢
   光体の混合螢光体を主成分とする白色発光螢光膜
   が形成されていることを特徴とする、単色デイス
   プレイ用陰極線管装置。