JPH07120513B2 - カラー陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はカラー陰極線管に関し、特にフェースプレート
の外側表面上に形成されたコーティング膜を有するカラ
ー陰極線管の改善に関するものである。

［従来の技術］ 近年のカラー陰極線管の大型化および輝度性能やフォー
カス性能の改善に伴い、フェースプレートの内側表面上
の螢光面に印加する電圧、すなわち電子ビームの加速電
圧が高くなってきている。たとえば、21インチ型クラス
のカラー陰極線管においては螢光面に印加する高電圧は
25〜27KV程度であったが、最近の30インチ型以上のカラ
ー陰極線管においては、その螢光面に30〜34KVもの高電
圧が印加される。そのため、特にテレビセットの電源の
オン・オフのときにカラー陰極線管のフェースプレート
の外側表面がチャージアップする。チャージアップした
フェースプレートの外側表面は、空気中の細かいごみが
付着しやすく、それによって汚染されやすい。そのよう
な汚染は、カラー陰極線管の輝度性能を劣化させる。ま
た、チャージアップしたフェースプレートに観視者が近
づいたときには放電現象が生じ、そのような放電は観視
者に不快感を与える。

第３図は、陰極線管のフェースプレートの外側表面にお
ける電位の変化を示すグラフである。横軸は電源のオン
またはオフからの時間（sec）を表し、縦軸は表面電位
（KV）を表している。実線の曲線Ｌは、電源をオンした
直後の表面電位の変化を示している。また、もう１つの
実線の曲線L₁は、電源をオフした直後の表面電位の変化
を示している。陰極線管のフェースプレートの外側表面
におけるこのようなチャージアップ現象を防止するため
に、フェースプレートの外側表面に平滑な透明導電膜を
形成してチャージをアースへ逃すようにした帯電防止型
陰極線管が近年使用されるようになってきた。

第４図は、帯電防止型陰極線管の側面図である。この陰
極線管３はネック部６を含み、ネック部６は電子銃（図
示せず）を内蔵している。陰極線管３はさらに、偏向ヨ
ーク7,ファンネル部13,フェースプレート4,および高電
圧ボタン５を含んでいる。偏向ヨーク７はリード線7aを
介して偏向電源に接続されている。また、電子銃はリー
ド線6aを介して駆動電源に接続されている。さらに、高
電圧ボタン５はリード線5aを介して高圧電源に接続され
ている。

陰極線管３において、ネック部６に内蔵した電子銃から
射出された電子線は、偏向ヨーク７によって、陰極線管
の外部から電磁的に偏向させられる。一方、フェースプ
レート４の内側表面上に設けられた螢光層へ高電圧ボタ
ン５を介して高電圧が印加される。その高電圧によって
電子線を加速し、加速された電子線のエネルギーによっ
て螢光面を励起して発光させる。このフェースプレート
４の内側表面上の螢光面に印加する高電圧の影響によっ
て、前述したようにフェースプレート４の外側表面がチ
ャージアップする傾向にある。

そこで、このようなチャージアップを防止する対策とし
て、フェースプレート４の外側表面上に平滑な透明導電
膜１が形成されている。透明導電膜１はアースに接続さ
れており、チャージを常にアースへ逃すことによって、
フェースプレートの外側表面のチャージアップを防止し
ている。

フェースプレート４の外側表面上に形成された透明導電
膜１をアースに接続するために、フェースプレート４の
側壁部に巻付けられた金属性防爆バンド８と透明導電膜
１との間を導電性テープ12によって導通させる。金属製
防爆バンド８はフック９に引っかけられたアース線10を
介してアース10Aに接続されている。

第３図中の破線の曲線ＭおよびM₁は、それぞれ、第４図
に示された帯電防止型陰極線管３の電源をオンおよびオ
フした直後のフェースプレート４の外側表面上の電位変
化を示している。すなわち、透明導電膜１は、フェース
プレート４の外側表面上のチャージアップを大幅に減少
させることがわかる。

フェースプレート４の外側表面上の平滑な透明導電膜１
は、ある程度の硬さと接着性を要求されるので、一般に
シリカ(SiO₂)系のコーティング膜で形成される。このシ
リカ系のコーティング膜１を形成する１つの方法におい
ては、官能基として水酸基やアルコキシル基などを有す
るシリコンアルコキシドのアルコール溶液が、フェース
プレート４の外側表面上にスピンコート法などで均一か
つ平滑に塗布された後、比較的低温、たとえば100℃以
下で焼付処理される。

そのような方法で形成されたコーティング膜１は、多孔
質であるとともにシラノール基（≡Si−OH）を有してい
るので、空気中の水分を吸収することによってフェース
プレート４の表面の電気抵抗を下げることができる。し
かし、このようなコーティング膜１をもし高温で焼付処
理すれば、シラノール基中の−OHがなくなる上に多孔質
中に取込んでいる水分もなくなるので、コーティング膜
１の電気抵抗値が上がってしまい、フェースプレート４
の表面上において所望の導電性が得られなくなる。この
ため、コーティング膜１は低温で焼付することが必須で
あり、その膜の強度はあまり強くない。また、乾燥した
環境下での長期間の使用の後には、多孔質のコーティン
グ膜１中の水分が抜けてしまい、コーティング膜１の電
気抵抗値が経時的に上昇する。多孔質のコーティング膜
１から一旦水分が抜ければ、コーティング膜１が再度水
分を吸収することは困難である。

このような欠点を改善するために、アルコキシド構造に
ジルコニウム（Zr）などの金属原子を結合させることに
よってコーティング膜１に導電性を付与することも試み
られているが、大幅な改善は得られていない。

コーティング膜１の導電性を改善するもう１つの方法に
おいては、シリコンアルコキシドのアルコール溶液中に
導電性フィラーとして酸化錫(SnO₂)や酸化インジウム(I
n₂O₃)の微粒子を混合分散させるとともに、半導体的性
質を付与するために微量の燐（Ｐ）またはアンチモン
（Sb）を加えた塗液がフェースプレート４の外側表面上
にスピンコート法などで均一かつ平滑に塗布され、比較
的高い温度（たとえば100℃〜200℃）で焼付処理され
る。この方法によれば、コーティング膜の強度が強化さ
れ、また、どのような環境下でも抵抗値が経時的に変化
しない平滑な透明導電膜１を得ることができる。

最近、カラーテレビの高画質化への強い要求とともに、
フェースプレート上の透明導電膜を着色してカラー陰極
線管のコントラストや発光色調の改善をも行なうことが
実用化され始めた。すなわち、フェースプレート上の透
明導電膜を得るための塗液中に１種類の有機系または無
機系の染料または顔料を混合することによって、着色さ
れた塗液が得られる。この着色された塗液をスピンコー
ト法などによってフェースプレートの外側表面上に塗布
して焼付けすることによって、帯電防止機能を有するの
みならず所定の波長範囲内の光を選択的に吸収するとい
うフィルタ機能をも有するコーティング膜を備えた第５
図に示されたようなカラー陰極線管が得られる。すなわ
ち、第５図のカラー陰極線管11は、第４図のカラー陰極
線管３と類似しているが、第５図のカラー陰極線管11の
フェースプレート４上に形成されたコーティング膜２は
電気的機能のみならず、光学的機能をも有している。

第６図は、このような先行技術による電気的光学的コー
ティング膜２の光学的特性を説明するためのグラフであ
る。横軸は光の波長（nm）を表し、縦軸は相対的光強度
と透過率（％）を表している。曲線Ｂは、カラー陰極線
管の螢光面における青色発光の相対的光強度のスペクト
ル分布を示しており、その主スペクトル波長は約450nm
である。同様に、曲線ＧおよびＲは、それぞれ緑色発光
および赤色発光の相対的光強度のスペクトル分布を示
し、それぞれの主スペクトル波長は約535nmおよび625nm
である。

また、曲線IIおよびIIIは、カラー陰極線管のフェース
プレート４自体の分光透過率分布を示している。曲線II
は可視光領域の透過率が約85％であるクリアタイプのフ
ェースプレートの透過率分布を表している。他方、曲線
IIIは、可視光領域の透過率が約50％であるティントタ
イプのフェースプレートの透過率分布を示している。フ
ェースプレートの透過率が低いほどカラー陰極線管の輝
度性能にとって不利になることは、螢光面の相対的発光
強度を表す曲線B,GおよびＲのスペクトル分布との関係
から明らかである。しかし、ティントタイプのフェース
プレートは、カラー陰極線管の螢光面に入射する外光を
有効に除去することができるので、コントラスト性能の
ためには好ましい。したがって、最近のカラーテレビの
画質重視の傾向に伴って、現在はティントタイプのフェ
ースプレートが多く使用されている。

曲線Ｉは、さらにコントラスト性能を上げるためにフェ
ースプレート４の外側表面上に形成された先行技術によ
る電気的光学的コーティング膜２の分光透過率分布の一
例を示している。曲線ＧとＲの主スペクトル波長の間の
535nmないし625nmのうちこれらの主スペクトル波長に近
い部分にコーティング膜２の吸収ピークＡがあれば、カ
ラー陰極線管の輝度性能にとって不利になる。したがっ
て、この吸収帯の半値幅なども考慮して、通常570nmな
いし610nmの範囲に吸収帯のピークＡが設定される。こ
の範囲の波長の光は人間の目の視感度の比較的高い領域
と一致するので、外光（白色光）のうちこの波長領域の
光が吸収除去されることはコントラスト性能にとって好
ましい。すなわち、このような光学的吸収特性を持った
有機系または無機系の染料または顔料を選定することが
非常に重要であり、曲線Ｉは572nmに吸収ピークＡを有
する例を示している。

また、このような電気的光学的コーティング膜２を有す
るカラー陰極線管11では、コーティング膜に混合する有
機系や無機系の染料や顔料の光吸収特性が比較的ブロー
ドであるので、たとえば緑色発光の主スペクトル波長の
長波長側のテール部や赤色発光の主スペクトル波長の短
波長側のサブピーク部がこのコーティング膜によって吸
収される。すなわち、コーティング膜２によって、カラ
ー陰極線管11の発光色調の改善をも行なうことが可能で
ある。

しかし、570nmないし610nmの指定された範囲内にコーテ
ィング膜２の光吸収スペクトルを実現させることは困難
である。なぜならば、このような要求を満足できる単一
種類の有機系または無機系の染料または顔料が非常に少
ないからである。また、染料または顔料の光吸収ピーク
自体がそのような範囲にあっても、その吸収ピークの裾
の広がりやサブピークなどの他の光学的特性が好ましく
ない場合も多いので、染料または顔料の選定は非常に困
難なものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のような先行技術における課題に鑑み、本発明は、
光学特性の優れた吸収帯の吸収ピークを指定された波長
範囲内に設定した電気的光学的コーティング膜を有する
カラー陰極線管を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によるカラー陰極線管は、フェースプレートと、
そのフェースプレートの外側表面上に形成されたコーテ
ィング膜とを備え、コーティング膜はシリコンアルコキ
シドの重合体の母相を含み、母相は透光性の導電性粒子
を含むとともに、青色と赤色の染料および顔料から選択
された２種類以上のものを含み、かつ570nmないし610nm
の範囲内に光吸収体のピークを有するように設定されて
いることを特徴としている。

［作用］ この発明によるカラー陰極線管においては、コーティン
グ膜の母相が透光性の導電性粒子を含むとともに、青色
と赤色の染料および顔料から選択された２種類以上のも
のを含みかつ570nmないし610nmの範囲内に光吸収体のピ
ークを有するように設定されているので、カラー陰極線
管のフェースプレートの帯電が防止されるとともにコン
トラスト性能が改善されかつ色調調整も行なわれ得る。

［発明の実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を説明するためのグラフで
ある。横軸は光の波長（nm）を表し、縦軸は分光透過率
（％）を表している。すなわち、この実施例によるカラ
ー陰極線管のフェースプレート上に形成されている電気
的光学的コーティング膜は２種類の染料を含んでおり、
580nmに吸収ピークを有している。実線の曲線Ｖは、500
nm以上の波長範囲の光を吸収する青系の染料の透過特性
を示している。他方、もう１つの実線の曲線VIは、640n
m以下の波長範囲の光を吸収する赤系の染料の透過特性
を示している。これら２種類の染料を適当な濃度で混合
することによって、破線の曲線IVで示すように580nmに
吸収ピークを有する電気的光学的コーティング膜を得る
ことができる。また、これらのシアン（青）系および赤
系の染料の混合比率を変えることによって、光吸収ピー
クの位置を少し変更することも可能である。

第２図は、本発明のもう１つの実施例を説明するための
グラフである。この実施例においても電気的光学的コー
ティング膜は２種類の染料を含んでおり、580nmに吸収
ピークを有している。実線の曲線VIIIは、それ単独では
強い青色を示す青系染料の透過特性を示している。他
方、もう１つの実線の曲線IXは、それ単独では強い赤色
を示す赤系染料の透過特性を示している。この赤色染料
は吸収帯の短波長側の裾に不要な吸収を示す肩部Ｂを有
している。しかし、これら２種類の染料VIIIとIXを混合
することによって、破線の曲線VIIで示すように赤紫色
に近くて580nmに吸収ピークを有する電気的光学的コー
ティング膜を得ることができる。このとき、赤系の染料
の吸収帯の短波長側にあった肩部Ｂにおける不要な光吸
収は、２種類の染料の混合による効果によって減少させ
られている。

以上の実施例においては、２種類の染料を含む電気的光
学的コーティング膜を有するカラー陰極線管を述べた
が、コーティング膜は２種類を超える複数種類の染料を
含んでもよい。また、コーティング膜は染料の代わりに
２種類以上の顔料を含んでもよく、さらに、染料と顔料
の両方を含んでもよい。コーティング膜に含まれる染料
や顔料の種類が多いほど、コーティング膜の光学的特性
を精度よく調節することができる。

また、上述の実施例では、電気的光学的コーティング膜
が１つの光吸収帯を有する場合について述べたが、コー
ティング膜が複数の光吸収帯を有することが望まれる場
合にも、本発明を適用し得ることが当業者にとって明ら
かであろう。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、２種類以上の染料また
は顔料を含ませることによって、精密に光吸収帯の設定
された電気的光学的コーティング膜を有するカラー陰極
線管を提供することができる。すなわち、そのようなカ
ラー陰極線管は、改善されたコントラスト性能および発
光色調を有している。さらに、コーティング膜の光吸収
帯は複数の染料または顔料を用いて調節されるので、単
一種類の染料または顔料を用いる場合よりも、使用し得
る染料または顔料の種類が増えることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるカラー陰極線管が有
するコーティング膜の光吸収特性を示すグラフである。 第２図は、本発明のもう１つの実施例によるコーティン
グ膜の光吸収特性を示すグラフである。 第３図は、カラー陰極線管のフェースプレートの外側表
面上におけるチャージアップを説明するためのグラフで
ある。 第４図は、帯電防止型カラー陰極線管を示す側面図であ
る。 第５図は、電気的光学的コーティング膜を備えたカラー
陰極線管の側面図である。 第６図は、先行技術による電気的光学的コーティング膜
の吸収特性と、蛍光層の発光特性との関係を示すグラフ
である。 図において、１は帯電防止膜、２は電気的光学的コーテ
ィング膜、３はカラー陰極線管、４はフェースプレー
ト、５は高電圧ボタン、６はネック部、７は偏向コイ
ル、８は金属製防爆バンド、９はフック、10はアース
線、10Aはアース、11はカラー陰極線管、12は導電性テ
ープ、そして、13はファンネル部を示す。 なお、各図において、同一符号は同一内容または相当部
分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェースプレートと、前記フェースプレー
   トの外側表面上に形成されたコーティング膜とを備え、
   前記コーティング膜はシリコンアルコキシドの重合体の
   母相を含み、 前記母相は、透光性の導電性粒子を含むとともに、青色
   と赤色の染料および顔料から選択された２種類以上のも
   のを含みかつ570nmないし610nmの範囲内に光吸収体のピ
   ークを有するように設定されていることを特徴とするカ
   ラー陰極線管。