JPH0437539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブラウン管フエースプレートとして好
適な非常に鮮明で高輝度の画像が得られる像伝達
面板に関する。

一般にブラウン管は高真空に耐え得るようにか
なり厚肉のガラスで構成されているのでフエース
プレートガラス内面に設けられている螢光体の発
光はフエースプレートガラスを透過する間に拡散
し、隣接する螢光体からの光が相互に重複するた
め画像全体として充分な鮮明度が得られないとい
う問題がある。

このような問題を解決したものとして多数の光
学繊維を平行に束ねて融着し平板状に仕上げたフ
アイバープレートを前面板の一部に使用したブラ
ウン管が存在し、主としてフアクシミリの送受信
用に使用されているが、上記のようなフアイバー
プレートでは個々の光学繊維のコア部を通つてく
る光の量がプレート全面積に受ける光量に比して
相対的に少なく充分な明るさが得られず、また光
学繊維間の融着接合界面に極く僅かの気泡、異物
があつても高真空度、耐高電圧特性に悪影響を及
ぼすため製造が技術的に難しく、このためテレビ
受像管のように相対的に大面積のブラウン管フエ
ースに上記フアイバープレートを使用することは
極めて高価なものになるので実用的でないという
問題がある。

本発明の目的は上述の問題点を解決し、鮮明で
高輝度の画像が得られ、しかも安価に製造し得る
ブラウン管フエースプレートとして好適な新規な
像伝達面板を提供することにある。

本発明では、ガラスまたは合成樹脂からなる一
般的には平行平面の透明基板の肉厚のほぼ中央部
に、この基板の屈折率よりも大な屈折率を与えた
断面がほぼ円形の微小レンズ部分を多数配列して
一体形成し、これら個々のレンズ部分を通して少
なくとも基板の一断面内で、前記基板の一方の面
上の点光源の像が基板の他方の面上で結像するよ
うに構成する。

本発明の像伝達面板はその片面側に螢光体など
の発光体を個々のレンズ部分に対応させて設ける
ことにより、電子線照射等で発光体から拡散放射
した光は基板肉厚内のレンズ部分で集光されて基
板の反対面上にレンズ部分の形状に応じて点状あ
るいは線状に結像する。

このように一方の面上の微小面積部分から出て
面板内に入つた光は放散してしまうことなく効率
良く他面上に集光されるため、画像を構成する光
点のぼけあるいは色のにじみがほとんど無いコン
トラストの非常に良好な鮮明度の高い画像を得る
ことができる。

また、フアイバープレートのように面板の肉厚
方向に通る接合界面をもたないため強度の高いま
た真空洩れのおそれのない高信頼性のものが得ら
れる。

さらに後述するように周知のフオトリソグラフ
イー等のパターニング技術およびガラスイオン交
換技術を利用して容易に安価に製造することがで
きる。

本発明品はブラウン管のフエースプレート以外
に一般のデイスプレイ装置、フアクシミリ送受信
装置など広く画像伝達用途に使用することができ
る。

本発明を実施するに当つては、レンズ部分をほ
ぼ球形として基板のたて辺方向および（または）
横辺方向に沿つて一列または二列以上にわたり配
列した構造とすることができる。

あるいはレンズ部分を基板のたて辺または横辺
方向に同一断面形状が連続するライン状に形成す
ることもできる。

レンズ部分の屈折率は基板の屈折率よりも大で
あることが必要であるが、レンズ部分内での屈折
率は一様であつても、あるいは中心を最大値とし
て外周に向つて次第に減少するような二乗近似の
屈折率分布をもつていてもよい。

本発明に係る像伝達面板は前述したようにその
ままでも高鮮明度の画像を得ることができるもの
であるが、基板の片面にレンズ部分による結像箇
所近傍を除いて全面に亘り光吸収層を設けて基板
内を通つてくる結像に寄与しない不用光を遮断す
るようにすればより一層のコントラスト向上を図
ることができる。

以下本発明を図面に示した実施例につき詳細に
説明する。

第１図は本発明に係る像伝達面板を使用したブ
ラウン管の斜視図であり、フアンネルチユーブ２
の前面に融着接合された面板１は第２図に拡大し
て示すようにガラスからなる透明基板３の肉厚方
向中央部に断面円形のレンズ部分４が面平行方向
に隣接させて配列してある。

レンズ部分４内は屈折率が基板の屈折率N₁よ
りも大で中心の屈折率をNoとして中心からｒの
距離での屈折率Ｎ(r)がほぼ、 Ｎ(r)＝No（１−１／2Ar²） ……(1) で表わされる分布を有している。

またレンズ部分４は面板１の縦断面内で円形状
であるが第３図に斜視図で示すように横辺方向に
は同一断面形状で同一屈折率分布が連続するよう
なライン状に形成してある。

上記構造により面板１の内表面１Ａに設けられ
た螢光体５に電子線が照射されて発光すると光線
６は拡散しながら面板１内に入るがレンズ部分４
により縦断面内で集束されて外表面１Ｂ上に像７
を結ぶ。

そして面板１の外表面１Ｂは第３図に示すよう
にそれぞれのレンズ部分４の結像位置にスリツト
状の透光部分８を残して他の区域を基板ガラス内
に一体的に設けた光吸収着色層９で覆つてある。

典型的な数値例を示すならば透明基板３の厚さ
Wo＝６mm、レンズ部分４の直径ｄ＝200μ、螢光
体の幅W₁＝120μ、螢光体の配置間隔l₁＝200μ、
結像面側の透光部分８の幅W₂＝120μ、透光部分
８，８間にある光吸収層９の幅W₃＝80μである。

次に上記の像伝達面板１の好適な製造方法例に
ついて説明する。

まずアルカリ含有ガラスで面板１の所要厚み
Woの半分の厚みの透明基板１０を作成する。

この基板１０の片面にレンズ部分４の配列パタ
ーンを陰画に反転したパターンをもつイオン移動
防止用マスク１１を設ける。このマスク１１は例
えば厚み約2μのチタン膜から成り高周波スパツ
タで付着される。

また基板１０の他方の面には光吸収層９のパタ
ーンを陰画に反転したパターンをもつ上記と同様
のイオン移動防止用マスク１２を設ける。

マスク１１，１２のパターニングに当つては衆
知のフオトリソグラフイー技術をそのまま用いる
ことができる。

次いでマスク付き基板１０をレンズ形成面を下
側にし、屈折率増加に寄与の大きいタリタム
（Tl）、セシウム（Cs）等のイオンを含む溶融塩
１３に浮かべ、且つその上面側（光吸収層形成
面）の四周を側板１４で液密に囲んでこの中に
Ag、Cu、Auイオン等のガラス着色イオンを含む
塩１５例えば硝酸銀溶融塩を充填する。

次に両溶融塩１３，１５中にそれぞれチタン板
等の電極板１６Ａ，１６Ｂをセツトし、溶融塩１
３，１５及びガラス基板１０の温度を約560℃前
後に保持して10ボルト程度の直流電圧をレンズ形
成側の溶融塩中の電極１６Ａを正、光吸収層形成
側の電極１６Ｂを負にして印加しつつ約４時間前
後処理する。

上記処理により基板ガラス１０の陽極側の面か
ら溶融塩１３中の例えばタリウムイオンがガラス
中に拡散浸透していき、陰極側からガラス中のナ
トリウムイオンが出ていくがこのとき同時に陰極
側のガラス内に溶融塩１５中から銀イオンが拡散
侵入するという現像が起る。

これは基板１０の画面におけるイオン拡散速度
が異なりNaイオンの溶出速度が速いため陰極側
ガラス表面付近では電気的中性が保たれなくな
り、結果的に電界の方向とは逆方向に陰極側溶融
塩中に含まれるAgイオンが拡散していくものと
考えられる。

上記のようにして陽極側のガラス面にはタリウ
ムイオンの濃度分布に応じた屈折率分布をもつ断
面が三日月状のレンズ部分が形成される。

また同時に、基板１０の他方の面のマスク１２
で被覆していない部分にはAgイオンが基板ガラ
ス中にドープされる。

この後、上記基板ガラス１７を取り出し、表面
のマスク１１，１２を除去した後、約600℃の温
度で数時間〜数10時間熱処理を行なう。これによ
りレンズ部分４Ａの断面形状はほぼ半円形になり
その屈折率分布が前述の(1)式に近くなる。同時に
Agイオンドープ層がAgのコロイド化により散乱
光を遮断する光吸収層９となる。

以上のようにして得られた光吸収層９付きレン
ズ板１０Ａと光吸収層９を設けていないほかは、
上記レンズ板と全く同一の構成の他のレンズ板１
０Ｂとをそのレンズ形成面を対向させて熱融着等
により一体に接合することにより本発明の像伝達
面板を得ることができる。

光吸収層付きレンズ板１０Ａを製作する方法と
しては上述の実施例のように基板ガラス中へ着色
イオンをドープさせる以外に蒸着、スパツタリン
グ等により光遮断薄膜を基板ガラス表面に付着さ
せてもよい。

以上のようにレンズ部分４を水平方向に延びる
ライン状にすると螢光体５からの光線は垂直断面
内だけ集束され水平方向では従来通り拡散するこ
とになるが、人間の目の動きは上下方向よりも左
右方向での移動角度の方がはるかに大きく、上記
構造によればブラウン管面を斜め方向からみたと
きに光吸収層９の存在で光点７の一部が隠される
といつたこともなく且つたて方向での集光により
輝度は充分に高くなり非常に見易い。

第７図に本発明の他の実施例を示す。

本例は基板３の肉厚内のレンズ部分４の形状を
ほぼ球状としてこれを基板３のたて辺方向及び横
辺方向にマトリクス状に多数配列した像伝達面板
であり、第３図図示のものと同様にしてブラウン
管フエースプレートに使用することができる。

本例の構造によれば面板１の片面側に設けた螢
光体等の点状発光源から拡散放射された光は基板
の他面上で点状に集束する。

上記構造の像伝達面板は前述の製作工程でマス
ク１１および１２の開口をスリツトにするかわり
に円形にして他は全く同様にして光吸収層付きの
ものあるいは光吸収層のなきものを製作すること
ができる。

球状レンズ部分４は基板のたて辺および横辺方
向に多数並べてマトリクスとする以外に用途によ
つては例えばフアクシミリ送受信装置、プリンタ
ーなどに使用するブラウン管の面板では一列のみ
としてもよい。

また実施例における螢光体５の代りにLED等
の微小光源を取り付けることによつてデイスプレ
イパネルを構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の像伝達面板を用いたブラウン
管の斜視図、第２図は同要部縦断面図、第３図は
本発明に係る像伝達面板の斜視図、第４図ないし
第６図は第２図図示例のものを製造する方法の一
例を示し、第４図はマスクを施した基板の斜視
図、第５図はイオン交換の工程を示す縦断面図、
第６図は第５図の工程で得られた光吸収層をもつ
レンズ板と光吸収層を設けない他のレンズ板を接
合して本発明の像伝達面板を製作する工程を示す
縦断面図、第７図は本発明の他の実施例を示す正
面図である。 １…面板、３，１０…透明基板、４…レンズ部
分、５…螢光体、６…光線、７…像、８…透光部
分、９…光吸収層、１１，１２…イオン移動防止
用マスク、１３，１５…溶融塩、１６Ａ，１６Ｂ
…電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明基板の肉厚のほぼ中央部に、該基板の屈
   折率よりも大な屈折率を与えた断面がほぼ円形の
   微小レンズ部分を多数配列して一体形成し、これ
   ら個々のレンズ部分を通して少なくとも一断面内
   で前記基板の一方の面上の点光源の像が基板の他
   方の面上で結像するようになした像伝達面板。 ２ 前記レンズ部分は、片面に断面半円状のレン
   ズ部分を同一配列パターンで設けた二枚の透明板
   をレンズ形成面を対向させて一体に接合して構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の像伝達面板。 ３ レンズ部分はほぼ球形であつて基板のたて辺
   方向及び（または）横辺方向に沿つて多数配列さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の像伝達面板。 ４ レンズ部分は基板のたて辺または横辺方向に
   同一断面形状が連続するライン状に形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   像伝達面板。 ５ レンズ部分は屈折率が中心において最大で外
   周に向けて次第に減少するような屈折率分布を有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の像伝達面板。 ６ 基板の片面にレンズ部分による結像箇所近傍
   を除いて光吸収層を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の像伝達面板。 ７ 基板の片面に螢光体、LED等の発光源を
   個々のレンズ部分に対応させて設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の像伝達面板。