JPS5993784A - カラ−投写型映像装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、赤色、肖色、緑色発光する３つの高六・１度
ブラウン１１片の映像を拡大し、大型スクリーンに投影
してカラー画（＜、＋・を再生する投写型映像装置及び
その装置に用いる緑色発光ブラウン管の製造方法に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

現在青色、緑色、赤色発光する３つの高輝度ブラウン管
を並べ、これの映像を光学レンズによって拡大し、大型
スクリーンに投映して、カラー画像を再生する投写型映
像装置が市販されている。

この映像装置は、従来テレビ画像を再生し、毅育娯楽用
に多用されているが、今後テレビ放送やビデオシステム
において画面の高精細度化（高密度走査）が図られ、応
用範囲が広がると期荀されている。この投写型映像装置
は大型スクリーン上での明るさをできるだけ高輝度とす
るため、上記ブラウン管の螢光面に、通常の直視型カラ
ーブラウン管に比べて１０倍以上の電子線エネルギーを
加える８狭がある。このために螢光面の温区は通常動作
で６０°０以上に上昇する。一般的にはちＳ光面の明る
さは温度土塀に伴って低下することが知られている。し
たがって投写型映像装ｇｔ用のブラウン管は螢光面の構
造や螢光面を構成する螢光体について直視型カラーブラ
ウン管とは異った考慮が払われるのが當織である。

たとえばブラウン管の螢光面の外側に水の層を保持でき
るようにした槁造にして上記螢光体の温度上Ｈな押える
手段を用いたブラウン管が知られている。またファンに
よりブラウン管の螢光面の外側に空気を吹きつけて強制
空冷することも知られている。ｔ７かし、これらの方法
ではブラウン管の４：、１７　迄が複雑になったり、製
造費が上昇しコストが高くなり易い欠点があるので、で
きるだけ動作状態（上記のような特別の装置を用いない
）で効率のよい螢光体を使用することが要求されている
。

ところで一つの螢光面を構成する螢光体である赤色螢光
体ＩＪ　１直視型カラーブラウン管で多用されるユーロ
ピウム付活酸硫化イツトリウムでは、温度上昇による発
光効率の低下が著しいため、ユーロピウムイづ活酸化イ
ツトリウムが使用されている。

またＹｊ色螢光体は発光効率の高い銀付活硫化亜鉛が使
用される。更に緑色螢光体は直視型カラーブラウンｆ目
・で多用される硫化亜鉛系螢光体では高電子線エネルギ
ー密度の下で発光効率の低下が著しいため、マンガン付
活けい酸亜鉛やテルビウム付活酸硫化ガドリニウムが使
用されている。

さて投写スクリーン上で白色画面を再生するとき、その
輝度の約７割は緑色で得られるため、上記の赤色、青色
、緑色発光螢光体のうち特に緑色発光螢光体の発光効率
を向上せしめることが高輝度の投写型映像装置を得るこ
とになる。しかるに、この緑色発光螢光体に従来使用さ
れているマンガン付活けい酸亜鉛は、電子線刺激による
エネルギー発光効率が約７％と低く、高電子エネルギー
刺激下でいわゆる焼けと称する螢光面劣化を生じやすい
欠点がある。またテルビウム付活酸硫化ガドリニウムは
１０％以上と発光効率の点では上記螢光体より好ましい
が、温度上昇による効率低下が著しいという欠点を有し
ている。したがって、従来の投写型映像装置においては
、通常の動作状態では、マンガン付活けい酸亜鉛を使用
しても、テルビウム付活酸硫化ガドニウムを使用しても
同等の明るさしか得られなかった。さらに、上述の温度
上線による効率低下のためテルビウム付活酸硫化ガドリ
ニウムを使用する場合には、画像投写開始後１０分もす
ると初期的経時変化に伴なうカラー画佇が赤味がかり再
調整する必要が生じ、極めてめんどうであり、商品価値
が低下し易い。

これら発光効率と温度上昇による効率低下のほかに直視
型カラーブラウン管と同じカラー画像再生の観点から見
ると、以下の条件が必要である。

緑色螢光体の発色光はＣＩＥ色度図上において、Ｘの値
が大きくｙの直が小さいほど、すなわち黄色味の強いほ
ど、白色画面を構成するとき青、緑、赤のブラウン管に
加える電子線エネルギーの和が小さくなり映像装置全体
として発光効率が上昇することになる。−実画像の再現
域を広げるためには、できるだけ色度図上の端に近い（
色の飽和度の大きい）方が望せしい。上記の観点がら直
視型カラーブラウン管においては通常緑色成分発光は０
．３０＜Ｙ＜０．３４　０．５７＜Ｙの色度な出すよう
に選ばれている。ところで投写型においてはマンガン付
活けいｈｓ＞　！ｌｌｉ鉛より成る緑色螢光体の発光色
はＸ−０，２３ｙ＝０．６９であって緑味が強く白色画
像形成時の映像装置全体としての発光効率が低くなる。

またテルビウム付活酸硫化ガドリニウムによる螢光体も
その発光色はｘ　＝　０．３２５７　＝　０．５４３で
あって色の飽和度（純度）が低いという欠点がある。

さらに、上記マンガン付活けい酸亜鉛螢光体は電子線刺
激終了後の残光が長く動画像では尾を引いた画像に々り
易く実用性がとぼしいという欠点も有している。

上記の緑色螢光体のほかに電子線励起で高い効率を示す
螢光体としてテルビウム付活希土類オキシハライド螢光
体が知られている。この螢光体は１９６７年に刊行され
たフィリップスリサーチレポート第２２巻４８１頁の論
文によって［ｉｊ示されている。

この内容はランタンオキシ臭化物、ランタンオキシ塩化
物、ランタンオキシ弗化物、イツトリウムオキシ弗化物
、イツトリウムオキシ塩化物及びイツトリウムオキシ臭
化物にテルビウムを活性剤として加え電子線励起で発光
せしめるというものである。

上記から電子線励起で発光出来るものとして有利である
との考察から発明者等はこれをカラー表示投写型映像装
置に上記の内からランタンオキシ臭化物について適用し
たが所期の目的を達成することが出来なかった。すなわ
ち発光色がＣＩＥ色度し、１」二において■二ｏ、３ｓ
、ｙ＝二Ｑ、５７となり、上記の揚台のカラー表示は黄
色となって本発明で要求する紅色にＣ３ｉ不適である。

オだ投写型とした場合にその螢光面が過熱（８０°Ｃ程
度以上）すると急激に発光効率が低下するのである。更
に上記螢光体を）、：ｊ、ｙ成する物質は化学的に不安
定であり、これを螢光面に塗着する工程で不所望外流れ
を生じて均一被膜の形成が困１：ｔｉになり易いという
ことが判明した。

また上記螢光体の内特にランタンとカドリニウムオキシ
ハライドについてはＪ、Ｇラバチン氏はＸ線と電子＆ｔ
：ｊ励起で高い効率をもつことを利用し、Ｘ線像変換器
の螢光面に適用して好結果が得られたことが特公昭４９
−３４３１０号で開示している。特にランタンオキシ臭
化物螢光体はＸ線励起で最も高い発光効率が得られると
し、Ｘ線増感紙に好適であるとしている。そして更に上
記臭化物螢光体は電子励起においても発光効率、高温特
性ｎ゛において有効であるとの開示が（米国電気化学会
１９７９年秋の年金のエクステンプイツトアブストラク
トＮ１３０６）ある。寸だ白黒投写型映像装置に利用（
低いテルビウムｅ度で発光色が白色どなること）して好
結果の得られたことが開示されている。

（米国電気化学会１９８１年春の年金エクステンプイツ
トアブストラクトＮｏ、１５３） しかしながら上記で明らかのように、ランタンオキシ臭
化物螢光体においてはカラー表示投写型映像装置におい
ては所期の目的が達成されないことが判明した。

本発明者は上記の見知から臭化物螢光体ではカラー表示
投写型映像装置には上記の点で実施不可能であることか
ら更に研究を重ね希土類オキシハライド螢光体につき検
討を加えた結果テルビウム付活ランタンオキシ塩化物製
のｌＪｒ光体が上記本発明のカラー投写型映像装置に適
用できることな見い出した。

なお実験の結果では亮輝度、高効率であるとされたイソ
１リウムオキシ漁化物は化学的に不安定で螢光面の形成
が困す：（；となって実用性がとほしく、Ａ：だ弗化物
系の螢光体は焼結時に焼結容器との反応が健−、死し、
これがために純Ｋが低下したり、焼結が出来なくなった
りして実用性がないことが確鼠（されている。

〔ざご、明の掛（１要〕 本発明者Φ７は上記の点を考慮した土で本発明であるカ
ラー投写型映像装置の特にその特性が左右される緑色螢
光体について徹底的に追究した結果側／ｒ１’＋　４￥
性にすぐれた螢光体を発見するに至った。

とのＦｔ；＋’＜色蛍光体はテルビウムを付活したラン
タンオキシ塩化物からなるものでこれを用いて投写型映
像装置に赤色発光螢光体や青色発光螢光体と共に尖兵す
ることである。

」−記録色螢光体はテルビウムの添加量を適当にコＥ択
することによってその発光色をｘ＝０．３３．ｙ＝（１
，５９にＧ３　ｔ＜’ｔシカラー表示の緑色として十分
に利用できる。すなわちこの螢光体を塗布して投写装置
の一部を担当する緑色表示のブラウン憤を作り、このブ
ラウン管に電圧を印加し螢光面が約１００℃どなるよう
に調整して強６川試験を行ない発光輝度及び発光効率を
測定した結果１０００時間後においても初期の特性が維
持され劣化が見られないことが確認された。そして更に
この螢光体は製造工程においても不所望な流れが発生し
ないので、沈降法による螢光膜の形成が出来るという利
点があり製造が容易である。また残光時間特性において
も本発明の目的を十分に達成出来る約２ミリ秒（１０％
残光）である。

以記で明らかのように希土類オキシハライド螢光体のう
ちその特定物質を特に込定することが重要である。すな
わち本発明のカラー投写型映像装置を構成するには次の
ような荷告な条件を十分に満足する必要がある。この条
件は■カラー表示の面から緑色の色再現性がよいこと（
赤色及び青色との色彩合成の面から）■高温度（６０℃
以上）における発光効率の低下がないこと、■高輝度４
￥件であること、■経時変化が少ないこと、■化学的安
定性が高いこと、■製造性がすぐれていること、■残光
１１￥性がすぐれていること等である。

上記の条件はランタンオキシ塩化物螢光体を用いるとと
によって達成出来た。

また赤色発光螢光体及び青色発光螢光体は通常のものを
用いることが出来、したがって各別な螢光体との組合せ
を要しないという特徴もある。

すなわち上記緑色発光の螢光体としてランタンオキシ塩
化物螢光体を用いて螢光面を作る。すなわち水ガラス（
Ｋ２Ｏ，３ＳｉＯ２）の重量濃度をＷＧ、硝酸バリウム
（Ｂａ　（Ｎ０８）２）の重量濃度なりａとしたときＷ
Ｇ／Ｉ３ａが２０〜３５にＢ周繋する。このようにして
２１″、１図に示すようにブラウン管（１）のフェース
面（２）の内面に化Ｆｒ法によって緑色発光螢光ｌｉｄ
！　（３）を形成する。

なお上記ＷＧ／）３　ａを２０〜３５に限定した理由は
３５を超える螢光１１」１への伺着力が極端に低下して
剥離現象が発生する。また２０未満では沈降液が自濁し
て所：°君の螢つ′（、貯・が出来ないからである。

次に赤色発光螢光体としてユーロピウム付活酸化イツト
リウム（Ｙ、Ｏ，：　Ｅｕ　）を用いて通常の手段で第
１図に示すように７工−ス面（２）の内面に赤色発光の
螢光膜（３）を形成する。

更に青色発光螢光体として銀付活硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ａ
ｇ）を用い上記赤色発光の螢光膜と同様に青色発光膜（
３）を形成する。

このようにして形成した緑、赤及び冑を発光する螢光Ｈ
かを有するブラウン管１几、　ＩＯ，ｌＢを第２図に示
すように並列に並べ、この前方（）三−ス面側）に調肢
用レンズ４Ｒ，４Ｇ、　４Ｂを付設して各螢光面から放
射される各発光色に応じた光をＭ整して所定間隙に離隔
して付設されたスクリーン（５）に焦点が合縁するよう
に構成してカラー投写型映像装置は構成されている。

〔発明の効果〕

上記の各ブラウン管ＩＲ・、ＩＧ、ＩＢにはその陽極に
約２８ＫＶの動作電圧を印加し、これによって螢光面に
電子線を射突せしめて発光させる。この賜金においても
投写型特有の高い電子線を＃３欠させた楊合でも上記緑
色発光の螢光膜（３）は約８０℃に上昇したが劣化がほ
とんどなく発光輝度が従来のものに刻し約２倍であると
共に更に効率低下も？”３とんとなかった。１だ赤色発
光の螢光膜及び青色発光の螢光Ｂに＜についてもほとん
ど劣化が起らない上に赤。

紹、宵の各色の発光輝度を夫々近似することが可能と疫
、りかつその経時変化がほとんどないということから色
の再現性が従来に比して極めて向上すると共に更に」二
記録色螢光体は上記色度図で明らかのように広範囲とな
るように作用することが可能となるからこの点において
も色の再現性を大巾に拡大出来るという特徴を有する。

〔発明の実施例〕

赤色発光螢光体にユーロピウム付活酸化イツトリウム（
Ｙ２Ｏ，：　Ｅｕ　）を用い、青色発光螢光体に銀付活
硫化亜鉛（Ｚｎ　Ｓ　＋　Ａｇ　）を用いて冬着の発光
ブラウン管を形成する。そして緑色発光の螢光体は酸化
ランタン１００　Ｒ、塩化アンモニウム５８ｇ１酸化テ
ルビウム１４　ｇを秤１；ニジ、これらを良く混合する
。この混合物を石英ルツボに入れ、炭素を適量上に乗せ
、蓋をし、１２００′０１２時間焼成する。炭素を乗せ
ないとき（′１還元雰囲気中で焼成する。焼成物をナイ
ロンメツシュの袋に入れ水ぶるいし、よく水洗し、アル
コールでロカして乾燥し、テルビウム付活ランタンオキ
シ塩化物螢光体を作りこれを用いる。

次に上記緑色発光の螢光体を１．０ｇを純水及び２５％
濃度の水ガラスを合計２００　ｍｌｌになるよりな７Ｊ
（溶液を作り螢光体％ｊ、濁液な調整する。これをクイ
ンチブラウン管に２％濃度の硝酸ノククロム溶液と純水
の合計が４００ｍ７になるように加えて静置し、この中
に上記志濁液を注いで３０分間静置する。’Ａｋ光体が
沈降して膜を形成したのち、上澄液を流し出し螢光面を
得る。加えた２５％濃度の水ガラス量、２％濃度の硝酸
バリウム量、上記沈降過程の水溶液中に含まれる水ガラ
スと硝酸〕々リクロの濃度比ＷＧ／Ｂａ　、沈降液の透
明度、得られた沈降膜の４手子および後に述べる工程を
経て作ったブラウン管の輝度を実施例１〜６として表１
に示す。実施例１〜６では２０　＜　ＷＧ／Ｂａ　＜　
３５の範囲で沈降液は頑５明で、しかも螢光膜は流れず
形成されるが、ＷＧ／Ｂａ力ｌ上記ｊｌｉｌＪ、囲外に
ある比較例１〜５では良好な螢光膜が形成され永い。第
１表で良好なものは「○」、不用のものは「×」、その
間に有るものを「／＼」で示した。

なおこの螢光体は、沈降液中での分散性が従来のけい酸
亜鉛や耐硫化ガドリニウム螢光体より優れていて、同じ
粒径のものなら、よりきれいな膜面が得られた。

得られた螢光面の上にラッカーフィルミング処理により
有機物フィルムを形成し、さらにこの上にアルミニウム
膜を蒸着し、ペイキング後、電子銃をとりつけてブラウ
ン管を完成した。ブラウン管輝度の相対値を第１表に示
す。ブラウン管輝度に幾分かばらつきが見られるが、こ
れは螢光体およびブラウン管製造時に生じるいわゆる［
デッドボルテージｊのばらつきに起因することを確めた
。

すなわち、沈降膜の「デッドボルテージ」は８．７ＫＶ
　−４，５ＫＶ　）範囲ニア’）、コノ０８ＫＶノチカ
イハ２８ＫＶの動作時には大きなちがいとなって現れな
い。またペイキングによる「デッドボルテージ」の増加
は約０．２ＫＶであってブラウン管輝度を問題にすると
きには無視できた。

実施例に用いた緑色螢光膜３のブラウン管を２８ＫＶの
加速電圧で室温で発光させるときに得られる輝度を加え
る電流に対して表わし第３図に曲線ａに示す。電子線電
流が６００μ八以上においても発光輝度が電子線電流に
比例して上済し、本発明カラー投写型映像装置用として
極めて適していることが明確である。なお比較のためテ
ルビウム付活酸イトＩＥ化ガドリウム螢光体を螢光膜と
したブラウン管の腎１光特性曲線をｂて示しである。

２１’ｚ　４　図は」二記録色、青色及び赤色発光のブ
ラウン讃のフェース面の土塀温度に対する発光輝度の１
）］係を示したもので、曲線イは緑色、口は青色、ハは
赤色の夫々発光色のオ目対輝度を夫々表わしたものであ
る。この輝度特性で明らがのように緑色シ１１先の螢光
体イな中心にほぼ揃って居り、フェース面の温度上筒７
０°Ｃ以上においても極めて安定した”Ｂ：ｉｉ度がイ
）１られる。これは各ブラウン管に印加する加速電圧を
調整するに有利である。

また開穿’？！二はテルビウム付活酸硫化ガドリニウム
螢光体（従来の緑色発光螢光体）で本発明カラー投写ｙ
（′７映イ′）コ装置！′７におけるフェース面の温度
約７０“ＣにおいてはＩＬ１対輝度が約６０に低下した
が上記の通りテルビウム付活ランタンオキシ塩化物螢光
体においては約１００を維持しておりこの点においても
極めてすぐれていることが明細”である。（表１例３の
螢光体膜使用）更にまた相対輝度が上記のように揃って
いるので動作中の螢光面の温度上昇があっても各ブラウ
ン管から放射される各々の発光色の変化が極めて少ない
ので安定したカラー画像が経時的変化なしに得られる特
徴がある。

なお上記各螢光体は相対的に輝度が揃っていることから
多少各々の加速電圧を低下させても発光色の変化はほと
んどなくわずかに輝度が低下するのみである。このよう
にすれは安定性が向上し電子線の螢光膜への射突速度を
緩和することが出来るので寿命をその分だけ伸ばすこと
が可能である。

橙お上記赤色発光螢光体のほかに下記のものを用いるこ
とが出来る。ＣａＳ　：　Ｅｕ　、　ＹＵＯ４：　Ｅｕ
更にまた青色発光螢光体についても下記のものを用いる
ことが可能である。ＣａＳ　：　Ｂｉ　５ｒＳ−Ｏａ２
Ｂ、　：ｅ 第２表Ｒ：２８ＫＶ１２００μＡ（９スター　・？（、
＜１３Ｘ１０ｃＩｒＬ）の入力条件の描社製カタログＮ
［１，Ｅ２８８４０）　フインチブラウン管で６０分間
動作させたときに？０られる緑色発光しているブラウン
管の輝度を比中文例２種類と比り・スして示す。比較例
１はテルビウム付活酸（１ｔ１化ガドリニウムのブラウ
ン管であり、比較例２は比較例１のブラウン管の螢光面
をファンで強制冷却するイ苗造のブラウン管である。

第２表　（フートランベルト） この表より明らかのように本発明の装置に用いられる紅
色発光ブラウン管はブラウン管を冷却しないＪＩＡ合の
比較例に対し１９６％に明るくなり、また、冷却イ１１
．１造を有するブラウン管に対し１１０％明るいことが
わかる。

第５図の色度図上に２８ＫＶ　１２００μＡの条件で測
定したときの例３のブラウン管の発光色度点をＧ１で示
す（ｘ＝ｏ、３２９　ｙ＝０．５８９　）。比較のため
Ｇ２ニテルビウム伺活酸硫化ガドリニウム（Ｘ＝　０．
３２５　。

ｙ−ｏ、　５４３　）　、Ｇｓにマンガン付活けい酸亜
鉛の色度点（ｘ　＝０．２１２．　ｙ＝０．７０１　）
を示す。この図より０１は直視型カラーブラウン管の緑
色領域に近く白色画面を出すのに有利でかつＧ２より色
再３Ｊｉ、城の広いことがわかる。

このブラウン管を投写型映像装置に実装して、視感評価
したところ、投写スクリーン」二の焦点もよく、カラー
画像として従来より明るく、緑色の美しい利点が証明さ
れた。！！たブラウン管のヤケや温度上昇による緑色発
光成分の低下が少いためカラー画像の経時変化が生じな
かった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明カラー投写型映像装置を説明するためのもの
で第１図はブラウン管の側面図、第２図は装置の概略図
、第３図及び第４図は仙性図、第５図は発光色度領域を
示すＣＩＥ色度特性図である。 代瑯人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図 第２図 Ｂ 第３図 ×ｌ 輝 良 第４図 フ゛ラウ〉Ｔ面と件琶 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）三原色発光スクリーンを有する３つのブラウン管
   の組からなるカラー投写型映像装置において、緑色発光
   成分がテルビウム付活ランタンオキシ塩化物螢光体で形
   成されることを特徴とするカラー投写型映像装置。
2. （２）　　テルビウム付活ランタンオキシ塩化物螢光体
   の発光スクリーンを有する投写型ブラウン管の製造にお
   いて、」１記発光スクリーンな水ガラスと硝酸バリウム
   の水溶液からなる沈降液中で形成し、この沈Ｎ　Ｉ（２
   ｉ中の水ガラスと硝酸バリウムの濃度のＩ’ｔｑＷＧ／
   １３ａが２０〜３５にあることを特徴とする特許ｊ：ｌ
   ’Ｊ求の範囲第１項記載のカラー投写型映像装置。