JPH088074B2

JPH088074B2 - 陰極線管

Info

Publication number: JPH088074B2
Application number: JP16310287A
Authority: JP
Inventors: 清井上; 正男浅田; 善幸中田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS647457A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はカラーブラウン管、カラーディスプレイ管さ
らにはモノクロームディスプレイ管等の陰極線管に係
り、特に高コントラストタイプの蛍光面を有した陰極線
管に関する。

（従来の技術）近年、カラーブラウン管においては高コントラストな
画面が要求されるようになり、それに伴い外光反射率を
改善する目的で、ブラウン管のフェーズプレートに着色
ガラスを用いたり、蛍光膜に顔料付蛍光体を用いる等
の、いずれかもしくは両者の方法を採用するのが一般と
されている。これはカラーディスプレイ管やモノクロー
ムディスプレイ管においても同様である。

前記顔料付蛍光体を蛍光膜に用いる方法は、画面の明
るさをなるべく低下させずに、コントラストを改善した
い場合に有効な方法とされている。

しかしながら、この方法を用いて非常に高いコントラ
ストを得ようとした場合、蛍光体粒子の周りに多量の顔
料を接着させなければならず、このような顔料付蛍光体
を得る製造技術の面で限界がある。また、高濃度の顔料
の接着された顔料付蛍光体が得られたとしても、顔料濃
度が高すぎると、コントラストの改善効果よりも、明る
さ低下の影響の方が大きくなってしまう。

一方、前記フェーズプレートに着色ガラスを用いる方
法では、ガラスの透過率をたとえば灰色から黒色ガラス
までの範囲で調整することにより、実用領域の任意のコ
ントラストを選択することができる。

しかしこの方法では、外光のみならず蛍光膜の発光を
も吸収する割合が高いため、明るさの低下が著しい。

そこで、両者の方法の長所を生かし、明るさの低下を
押えることができ、かつコントラストをより改善する方
法として、前記フェーズプレートと前記蛍光膜の間に前
記蛍光膜の発光色と同色の体色を持つ顔料層を設ける方
法がある。この方法の公知例としては、たとえばフェー
ズプレートと蛍光膜の間に着色ゼラチン層等の着色層を
設けたUSP−２、577、368さらには前記公知例同様の位
置に顔料層を設けた特公昭52−14587〜特公昭52−14589
等の提案がある。

これらの発明においては、前記着色層や前記顔料層の
体色を蛍光膜の発光色と同一に選択すると、黒色や灰色
と違って、前記着色層や前記顔料層が外光のうち前記蛍
光膜の発光色以外の色の光を吸収し、しかも前記蛍光膜
からの発光の吸収が少ないため、画面の明るさをあまり
犠牲にせず、コントラストを改善することが可能とされ
ている。

しかしながら、これらの方法により原理的には改良が
期待されるが、実際面では種々の問題があり、前者の着
色層を設ける方法においては、ブラウン管製造時の加熱
工程中で分解してガスを生じたり、後者の顔料層を設け
る方法においては、顔料層が不均質になってムラを生じ
たり、膜厚が厚いために、外光反射は改善されても明る
さが著しく低下する等の問題点があり、現在に至るまで
実用化されていない。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来からの陰極線管では、両面において主
要特性として要求される明るさとコントラストのうち、
両特性を総合的に改良する方法がなく、特に、コントラ
ストの向上を求めた場合に伴う明るさの低下が問題点で
あった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、不必要な外光をほとんど吸収して画面のコント
ラストを大きく改善することができ、かつ明るさも低下
することのない蛍光面を有する陰極線管を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段と作用）本発明では、顔料層を有する蛍光膜を用いてコントラ
スト・明るさを改善する方法に着目し、前記目的に最適
な顔料層の種々条件につき検討した。

市販の顔料を平均粒子径で類別すると種々の大きさに
分類される。たとえば赤顔料ベンガラ、青顔料アルミン
酸コバルトの場合、隠ぺい力の最も強い0.1〜0.5μｍ程
度が一般的であり、塗料等のほか顔料付蛍光体にも使わ
れている。

ところが、このような顔料を用いて顔料層を形成し、
顔料粒子を３〜４層に重ねると、顔料層が非発光不透明
層となって、コントラストはある程度改善されても画面
の明るさは著しく低下してしまい、また、コントラスト
に関しては前記公知例の黒色着色ガラス程には改善され
ず、一方明るさに関しても顔料付蛍光膜より暗くなっ
て、中途半端な特性となってしまう。

本来、前記フェースプレートと前記蛍光膜の間に介在
する顔料層は、前記フェースプレートの前面より入射す
る外光のうち、顔料層の体色に合致した色の光をなるべ
く多く透過させ、他の色の光を多く吸収することが望ま
しく、着色透明層であることが理想的である。

しかしながら、顔料粒子のみを層状に重ねて膜を形成
した場合、膜厚の増加に従って光透過率が低下し、また
コントラストを向上させる目的で顔料層の膜厚を厚くし
た場合、結果的に着色不透明膜となる。

すなわち、前記顔料層を構成する個々の顔料微粒子は
本来透明な性質を有しており、顔料の粒子表面に到達し
た光は、一部が表面で反射し、残りの光のうち顔料の体
色に合致する色の光は殆ど透過し、他の色の光は顔料粒
子内に殆ど吸収されてしまうことから、上述したように
顔料粒子を何層にも重ねて膜を形成すると、層が厚くな
るにつれて反射の影響が強くなり、ある程度以上に厚く
なると一旦一つの顔料粒子内を透過して出てきた光が、
今度は他の粒子表面で反射されるようになり、ついには
顔料の体色を有した不透明膜になってしまう。

このような不透明顔料層が前記フェースプレートと前
記蛍光膜の間に形成されると、蛍光膜の発光色と同じ色
の顔料層でも、蛍光膜からの発光が顔料層で反射され
て、画面後方に戻る割合が高くなるため画面の明るさが
著しく低下してしまう。

したがって膜厚を充分に薄くし、たとえば均一な単一
粒子層を実現すれば特性は改善されるが、大量生産可能
な方法で実現できるものではなく、現行のスラリー法に
よる膜形成では、一部に数層重なる所を生じたり、空白
部分ができたりして、均一な膜は得られない。

そこで均一な成膜性を有し、かつなるべく透光性の優
れた顔料層を得るため、顔料層の膜厚および顔料層を構
成する顔料の粒径に着目し、種々検討を行った。

以下にその具体的方法について述べる。

市販のアルミン酸コバルト顔料で平均粒径が0.02μｍ
のものを用意し、超音波で約３分間処理する等の分散処
理を施し、顔料の水分散液を用意する。次に、この分散
液にポリビニルアルコール、界面活性剤、アルコール等
と重クロム酸化合物、さらに水を加えて充分に攪拌す
る。そして陰極線管用蛍光膜作成の一般的方法として知
られるスラリー法にて、顔料をフェースプレート上に塗
布し顔料層とする。この後、顔料層上にZnS/Ag青色発光
蛍光体を前記同様の方法にて塗布し、青色発光蛍光面が
完成する。

本来ならこれに緑色・赤色蛍光膜を加え、それぞれを
ストライプ状に塗布して画面は完成するが、ここでは説
明のために、前記青色蛍光膜のみが前面に塗布された単
色画面をつくるものとし、蛍光面の背面に蒸着にてアル
ミ膜をはり、封着、電子銃取付け等の工程を経て、本発
明の陰極線管は完成である。

第１表は本発明による陰極線管の、明るさ・コントラ
スト特性を従来例に比較してまとめた表である。この表
において、明るさの評価は、画面上の一定面積に一定電
圧・一定電流でラスタを描かせ、フートランバートメー
タにて測定して行った。またコントラストは、陰極線管
を動作させない状態で、白熱電球を用いて一定角度より
一定強度の光をフェーズプレート前面に照射し、画面か
らの反射光を、やはりフートランバートメータで強度を
測定し、反射光の強度を照射光の強度で徐して外光反射
率（％）の値を得た。なお表１中のそれぞれの値は、ク
リヤーパネルにZnS/Ag蛍光体のみを塗布した陰極線管に
よる値を標準にて、相対値にて表した。

第１表中、従来例１はZnS/Ag蛍光体に、蛍光体100重
量部に対して1.7重量部のアルミン酸コバルトを付着さ
せた顔料付蛍光体による蛍光膜、従来例２は従来例１と
同じ蛍光膜で顔料の付着量が4.7重量部のもの、また従
来例３は蛍光面の構造は本発明と同じだが顔料層を構成
するアルミン酸コバルトの平均粒径が0.5μｍと大きい
顔料粒子によるものである。

この表から明らかなように、従来例1,2の顔料付蛍光
体による蛍光面は、画面の明るさは良好だが外光反射率
に対しての改善率が低く、コントラストにおいては充分
に改良されたとはいえない。特に本発明のように比較標
準に対して50％以下の外光反射率を得るには、蛍光体に
付着させる顔料の量を蛍光体に対して10重量部前後必要
とし、そのような高濃度の顔料を安定に接着する方法は
実用上困難を極める。また、かりにできたとしても、明
るさの著しい低下を招くことが予想される。

本発明では顔料付蛍光膜では得るのが困難な高コント
ラストを容易に実現することができ、しかも従来例３よ
り非常に明るい画面を得ることができる。このように本
発明の陰極線管は、明るさおよびコントラストの両面が
総合的に改善された画面を有していることがわかる。

なお、従来例２と３の間で、明るさに大きな差のある
のは、従来例２の顔料層の膜厚が4000オングストローム
と厚く不透明層に近いのに対して、本発明の陰極線管で
は顔料層が1000オングストロームと薄く、顔料粒子が重
なっていたとしても膜厚が薄いため高い透光性を有して
いるためと考えられる。

次に第１図に、顔料層付きの蛍光膜を有する陰極線管
における顔料層の膜厚と、画面の明るさおよびコントラ
ストとの関係を表す。顔料と蛍光体は前記と同じアルミ
ン酸コバルトおよびZnS/Agを用いた。膜圧の変化は、粒
径の違う顔料粒子を何種類か用意し、粒子の大きさに応
じた最適膜厚（ここでは各粒子径の約３倍の膜厚を作成
した）に調整して行った。

なお、図中縦軸は外光反射率を、横軸は画面の明るさ
を表し、それぞれの値はクリアーパネルに蛍光体単独で
画面を形成した場合を標準（100％）として相対値にて
表した。

また図中には、本発明（曲線１）との比較例として、
顔料付蛍光体による蛍光面（曲線２）、顔料は使用せず
フェースプレートに着色ガラスを用いた場合（曲線３）
のそれぞれにおける前記コントラストと明るさの関係も
併せて表している。また曲線１、２において添附した数
字は、それぞれ顔料層の膜厚および顔料の接着量を表し
ている。

この図から分るように、本発明の陰極線管における顔
料層を伴った蛍光面は、従来例の顔料付蛍光体による蛍
光面に比較して、同一の外光反射率において、同等また
はより明るい画面を有し、しかも顔料付蛍光体では実現
できないような高コントラストな画面を得ることができ
る。

ところで、さらに低い外光反射率の値を得ようとした
場合、膜厚が2500オングストロームを超えるあたりで約
40％の値を示したまま飽和状態になり、しかも着色ガラ
スを用いた陰極線管よりも画面が暗くなってしまう。こ
のことから顔料層の膜厚は2500オングストロームより薄
いことが望ましい。

また、このとき用いられる顔料の粒径は2500オングス
トロームの膜厚を実現するものなら任意に選べるが、現
行スラリー法で顔料層を形成する場合、粒子を３〜４層
重ねたものが最も均一で実用性の高い膜が得られるた
め、顔料粒子も0.07μｍ以下であることが望ましい。

一方、前記顔料粒子としてはいくらでも細かいものを
用いることが可能であるが、市販の顔料で最も細かいも
のが0.005μｍ程度までしかなく、またこれ以下のもの
は実用不可能である。その上0.005μｍ以下になると段
々単分子レベルの大きさに近付いて、顔料としての特性
（特に隠ぺい力）を維持するのは困難と推定される。し
たがって顔料層の膜厚の下限も0.005μｍの顔料粒子を
均一に塗布できる限界・150オングストロームに限定さ
れる。

さらに、第１図から膜厚の下限を決定すると、約500
オングストロームより厚い条件において、顔料付蛍光体
を用いた陰極線管より、明るさ・コントラスト両面でわ
ずかながら有利となるため、500オングストローム以上
であればさらに望ましい。

なお第１図における、顔料層の膜厚と画面の明るさ・
コントラストとの関係は、顔料としてベンガラ、蛍光体
としてY₂O₂S/Euを用いても同様であった。また、顔料層
の成膜性とベンガラ顔料の粒径との関係も同じである。

また本発明では、顔料層として顔料単独膜を形成した
が、顔料粒子間に顔料粒子の屈折率に近い透明性物質、
たとえば無機ガラス等を介在させ隙間を埋めれば、顔料
層の透明度はさらに向上する。しかし工程が複雑になる
とともに、コストもかさむため、カラーブラウン管等の
民生用量産品には不向きである。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１平均粒径が0.02μｍのベンガラをポリビニルアルコー
ル、界面活性剤、重クロム酸アンモニウム等を含む水系
スラリーに充分に分散させた後、これをブラウン管フェ
ースプレート上に塗布する。なお、膜厚は約800オング
ストロームとなるようスラリーの比重、粘度をあらかじ
め調整して行った。

この後、Y₂O₂S/Eu蛍光体を前記スラリー法にて塗布
し、アルミ膜を蒸着して蛍光面を作製し、その後の諸工
程を経てこの実施例の単色発光陰極線管を完成させた。

第２表はこの陰極線管の画面の明るさ・コントラスト
の評価結果を表すものである。なお、表中の値で外光反
射率は測定値をそのまま、明るさは本発明の陰極線管を
標準にした相対値にて表した。

また比較として、従来例の0.35％のベンガラの接着さ
れた顔料付螢光体を用いた螢光膜、平均粒径が0.2μｍ
のベンガラで6000オングストロームの膜厚の顔料層を設
けた螢光面もそれぞれ単色発光陰極線管に仕上げ、特性
を比較した。

この表から明らかなように、この実施例による画面に
おいては、従来例（１）に対して外光反射率は約３％高
くなったが、画面の明るさを14％向上させることができ
た。また従来例（２）に対しては外光反射率は８％高く
なったが、画面の明るさは約３倍と飛躍的に向上した。

実施例２平均粒径が0.05μｍのアルゴン酸コバルトからなり膜
厚が1800オングストロームの顔料層を有し蛍光膜にZnS/
Agを用いた青色蛍光面、平均粒径が0.01μｍのベンガラ
よりなり膜厚が450オングストロームの顔料層を有し蛍
光膜にY₂O₂S/Euを用いた赤色蛍光面さらに緑色には顔料
層を形成せずZnS/Cu,Au,Alのみを使用した蛍光面を、
青、緑、赤の順番にそれぞれにつきスラリー塗布、露
光、現像工程を通して三色蛍光面を形成した後、アルミ
膜を作り、その他後工程を経てこの実施例の陰極線管を
完成させた。

なお、三色蛍光膜それぞれの間にはコントラストを良
くする目的で、ブラック材としてのカーボンが塗布され
ているものとする。

第３表はこの実施例による画面の明るさ・コントラス
トの評価結果を比較例を含めてまとめたものである。

この表に示すように、この実施例の陰極線管は従来例
に比較して、画面の明るさ・外光反射低減によるコント
ラストに付き、総合的に改良することができた。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、陰極線管の画面
の明るさおよびコントラストを総合的に改良することが
でき、特に従来得られなかった高コントラスト下での、
より明るい画面を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の陰極線管の明るさ・コントラスト特性
と、フェースプレートと蛍光膜の間に介在させた顔料層
の膜厚との関係を従来例に比較して表す図である。１……本発明の陰極線管のコントラスト・明るさの関係
を表す曲線２、３……従来例の陰極線管のコントラスト・明るさの
関係を表す曲線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェースプレートと蛍光膜との間に、平均
粒径が0.005μｍ〜0.07μｍの顔料粒子からなる顔料層
を有し、前記顔料層の膜厚が150〜2500オングストロー
ムであることを特徴とする陰極線管。
【請求項２】前記顔料層を構成する顔料粒子が、アルミ
ン酸コバルトあるはベンガラよりなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。
【請求項３】前記蛍光膜が、銀付活硫化亜鉛あるいはユ
ーロピウム付活酸硫化イットリウムからなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。