JPS60152590A - カラ−投写型映像装置 - 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（ハ、赤色、”育色、緑色発光する３つの高輝度
ブラウン管の映像を拡大し、大型スクリーンに投影して
カラー画像をｍ生ずる投写型映像装置に関する。

〔発明の技術的背景とその間照点〕

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砿太し、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Ｐ’ｆ　ｌ・Ｉ：　、従へ！（テレビ画ｆψ
を７Ｑ°１１ニジ、教育娯準用に多用さ托ているが、今
後テレビ放送やビデオシステムにおいて画面の高、Ｉ’
ｎ　ｌ！用度化（高密度走存）が１゛ノＩられ、応用１
范四が広がると期待きれている。この投写１（す挟像装
ｊ１ｑは大型スクリーン十での明るさをできるだけ・司
Ｉ軍ＩＩ′１′：とするため、−ヒを己）。

ラウン貢の蛍光面に、通常の直視型カラーブラウン管に
叱べて１０倍以上の電子縛エネルギーを加える必′、１
′工がある。このために蛍光面の温度は通常１ｌｉＩＩ
作で６０℃以上に上昇する。一般的にけ蛍光面の明るさ
は（ｍ　Ｉ！上昇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置用のブラウン管は蛍光面の
構造や蛍光面全構成する蛍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常識である。

たとえばブラウン管の蛍光面の外側に水の層を保持でき
るようにした構造にして上記蛍光体の温度上昇を押える
手段を用いたブラウン管が知られている。またファンに
よシブラウン管の蛍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。しかし、これらの方法で
はブラウン管の構造が複雑になったり、製造費が上昇し
コストが病く々り易い欠点があるので、でへるだけ動作
状態（上記のような特別の装置を用いない）で効率のよ
い蛍光体を使用することが要求されている。

ところで一つの蛍光面を構成する蛍光体である赤色蛍光
体（は、直視型カラーブラウン管で多用きれる１−ロビ
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、ユーロピウム付活酸化イツト
リウムが使用されている。

また青色蛍光体は発光効率の高い銀付活硫化亜鉛が使用
される。便に緑色蛍光体は直視型カラーブラウン管で多
用される硫化亜鉛系蛍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
、緑色発光蛍光体のうち特に緑色発光蛍光体の発光効率
を向上せしめＺ・トとが茜輝度の投写型映像装置を、ｆ
１４．ることになる。しかるに、この緑色発光蛍光体に
従来使用されているマンガン付活けい酸亜鉛け、電子線
刺激によるエネルギー発光効率が約７係と低く、高電子
エネルギー刺激下でいわゆる焼けと称する蛍光面劣化を
生じゃすい欠点がある。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蛍光体よ
シ好ましいが、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、テルビウム伺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、
上述の温度上昇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をでは１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像が
赤味がかｐ再調整する必要が生じ、イヘめてめんどうで
あシ、商品測置が低下し易い。

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線点から見
ると、以下の条件が必要である。

緑色蛍光体の発色光はＣＩＥ色度図上において、Ｘの値
が犬きくｙの値が小さいほど、すなわち黄色味の強いほ
ど、白色画面を構υにするときイ、緑、赤のブラウン管
に加える電子線エネルギーの和が小言くなり映像装置全
体として発光効率が上昇することになる。一方画像の再
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）方が望ましい、上記の観点から
直視型カラーブラウン管においては通常緑色成分発光（
ｄＯ，３０＜Ｘ＜０．３４．０．５７（３Ｆの色度を出
すようにノペばれている。ところで投写型においてはマ
ンガン付活けい１１マ亜鉛よシ成る緑色蛍光体の発光色
はＸ＝０．２３　Ｙ＝０．６９であって緑味が強く白色
ｉ１ｉ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蛍
光体もその発光色はＸ二ｏ３２５　ｙ＝ｏ、ｓ　４３で
・ちって色の飽和度（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蛍光体は電子線刺
激終了後の残光が醍く動画像では尾全引いた両像（てな
り易く実用性がと（°・チしいという欠点も有している
、 上記の緑色蛍光体の１ｔよかに電子線励起で高い効率を
示す蛍光体としてテルビウム付活希土類オキシハライド
蛍光体が知られているうこの蛍光体は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
の論文によって開示されている。

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塩
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゛電子線励起で発光でき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色度図上においてＸ＝０．３５
　、　Ｙ＝０．５７となり、上記の場合のカラー表示は
黄色となって本発明で要求する緑色には不適である。ま
た投写チリとした場合にその蛍光面が過熱（８０℃程度
Ｊ）Ｌ上）すると急激に発光効率が低下するのである。

（に上記蛍光体を構成する物質は化学的に不安定であり
、これ全蛍光面に塗着する工程で不所噂な流れを生じて
均一被膜の形成が困雑になり易いということが判明した
。

また上記蛍光体の内特にランタンとガドリニウムオキシ
ハライドについて←ｔＪ、Ｇラバチン氏Ｈｘ録と電子純
励起で高い効率をもつことを利用（−１ＸＲ像変換器の
蛍光面に適用して好結果が４４．％られること全特公昭
４９−３４３１０号で開示している。特にランタンオキ
シ硅化物蛍光体はＸ１１１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
て更に上記臭化物蛍光体は電子励起においても発光効率
、高温特性等において有効であるとの開示が（米国電気
化学会１９７９年秋の学会のエクステンディッドアプス
トラク）Ｎｏ。

３０６）ある。また白黒投写型映像装置に利用（低′い
チルピラノ、濃度で発光色が白色と々る゛こと）して好
結果のイ！トられたことが開示されているっ米国・山気
化学会１９８１年春の年令エクステンデイソドアブスト
ラクトＮｏ、１５３） しかしながら上記で明らかのように、ランタンオキシタ
化物蛍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？ｔないことが判明した。

本発明者は上記の見知から臭化物蛍光体で：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
から史に研究を重ね希土類オキシノ・ライド蛍光体につ
き検討を加えた結果テルビウム付活ランタンオキシ堪化
物製の蛍光体がカラー投写型映像装置に適用できること
を見い出し、これを既に出、頼した。

そこで、発明者らはさらに鋭意研究を重ねた結果、テル
ビウム付活ランタンオキシ塩化物蛍光体の粒子形状を制
御する事により輝度のバラツキを制御できる事が判明し
たうすなわち、この蛍光体の焼成の際、　Ｌａ２Ｏ３、
ＮＨｕ、ｃｔ、Ｔｂ４Ｏ７等の粉末原料のルツボへの収
容量の違いとか、焼成温度や焼成時間の違いにより、該
蛍光体の粒子形状が平板角形状の２種類に大別され、こ
の２種類の粒子形状の蛍光体の諸物件、すなわち、■ベ
ーキング劣化、■温度−輝度輝度特性、■残光特性等が
上記、平板丸形状と平板角形状の粒子形状をもつ蛍光体
で異々るため、該投写管の輝度のバラツキが生じていた
のである。この２種類の粒子形状の蛍光体の上記特性を
以下に記載すると■ベーキング劣化−ｈ―性に関しては
平板角形状が平板丸形状よシ優れており、該投写管鐸度
が両者で２０チの差があり、（り温度−輝度特性に関し
ては平板角形状が平板丸形状より優れ、該投写管のパネ
ル温度が８０℃で約１０％の輝度向上があり、■残光特
性に関しては乎板佳状は短残元であるため残像は見えな
いが、平板丸形状は長残光であるために残像が生じる等
の欠点がある。

また、蛍光体の量産性を考えた場合、一般的に焼成後の
蛍光体は容易にルツボから離脱し、しかも焼結していな
いことが望ましい。ここで、上記の平板丸形状と平板角
形状の蛍光体につき量産性を比較すると平板角形状の蛍
光体はルツボの下層部に一部焼拮し、平板丸形状の蛍光
体は焼・１吉しないでルツボの上層部に大半生成される
ことから。

一般的に１ｒｉ焼結のない平板丸形状の蛍光体が１４ニ
ア狼性に優れている。しかし、上記で記述した如く、カ
ラー投写型１央像装置のブラウン管に適用するには平板
丸形状の蛍光体は輝度低下金まねくので好ましくんい。

一方、焼結した平板角形状の蛍光体は純水に漬けること
により客弓にｌ・１ぐルることが確認された。

以上のことから、平板角形状の粒子形状全もつテルビウ
ム付活ランタンオキシ塩化物蛍光体をカラー投写型映像
装置の緑色発光ブラウン管に適用することにより該投写
管の輝度のバラツキを少なくシ、シかも輝度向上をも改
善することを見い出した。

ここで、カラー投写型映像装置を構成するには次のよう
な過酷な条件を充分に満足する必要がある。すなわち■
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、■高輝度特性であ
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、■残光特性がす
ぐれていること等である。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した製造性をも（習足ｊ７１シかも輝度
向上をも改善１．７だ新規なカラー投写型映像装置の稈
供を目的とする。

〔発明のル？Ｉ要〕

本発明のカラー投写型映像装■ｄは平板角１ヒ状の粒子
形状を有するテルビウム付活ランタンオキシ塩化物蛍光
体で形１戊されることを特徴としたものであるっなお本
発明における平板角形状と１ハ１粒子の畏さと）Ｖさと
の比が２：１〜２ｏ：１及び、長さを５〜３０μｍ、厚
さ１．５〜２．５μｍとする事が実用上好ましい、又、
この様な粒子は例えば以下の如く製造される。適当量比
の水ガラスと硝酸バリウムの沈降液を用いて、ブラウン
管のフェース内面に上記蛍光体の沈降膜に形成すること
からなる。すなわち、酸化ランタン（Ｌａ２０３）のよ
う・なランタン源及び酸素源、酸化テルビウム（’ｒｂ
４ｏ７　）のようなテルビウム源及び酸素源並びに塩化
アンモニウム（ＮＨ２Ｃｌ）のような塩素源の各所定量
をそれぞれ秤量し、これらをボールミルで充分に混合し
た後、得られた混合粉末を石英ルツボに収容し、ここに
適当量の炭素をのせた１０００〜１５００’Ｃ、３０分
〜５時間ンこ亘って空気中にて焼成する。炭素をのせな
い場合には、全体を還元雰囲気（例えば２〜５チの水素
を含んだ窒素ガス）中で焼成する。得られた焼成物を冷
却した後、例えばナイロンメツシーの袋に入れて水ぶろ
い（７，充分に水洗してから、例えばアルコールで濾渦
１−１ついで乾燥してから例えばステンレス２３ｖふる
いにて６３０メソシユを通過した蛍光体をブラウン管用
蛍光膜とした。

平板角形状の粒子形状の蛍光体の製造方法ｌ１Ｌａ　２
０３゜ＮＨ４ｃｔ　、’ｒｂ　４ｏ、の各粉末原料の所
定量をそれぞれ秤量し、充分に混合した混合粉末を石英
ルツボに収容し、この上に適当量の炭素をのせ温度１０
００−１５００’Ｃで３０〜５時間空気中にて焼成する
ことにより製造される。」二詔混合粉末上に炭素を乗せ
ない場合は、得られる蛍光体の体色が茶色になり輝度低
下ｔ−まねくので好ましくない。また上記の焼成温度が
１０００℃未満の場合（件、主に平板丸形状の蛍光体が
得られ投写管にて輝度低下をまねき％　１５００℃を超
えると蛍光体がルツボに付着し作業性に難点があり好１
しくない。実際の作業性を考えると１２００℃付近が好
ましい。また−Ｈ記焼成時間が３０〜５時間の範囲金外
れると得られる蛍光体の効果（は充分でなく、輝度低下
をまねくので好ましくない。さらに好ましくは１〜３時
間程度がよい。また上Ｈ已ＮＨ，Ｃ７−賛はＬａ２０３
１モルに対し２〜６モルが好ましい。ＮＨ４Ｃ４量が２
モル未満の場合は、反応が不充分で、主に平板丸形状の
蛍光体がイ得られ輝度低下をまねき、６モルを超えると
蛍光体がルツボに付着し、作業上好ましくない。作業性
を考慮すると３゜５モル程度が好−１：Ｌ、い５また、
Ｔｂ濃度は０．５〜１０重量％の範囲が好ましく１０．
５重量％未満では発光色が青味がかり、輝度低下をまね
くのみならず、赤、青色発光ブラウン管と組合せた白色
画像の低下をも生じる。一方１０重量係を超えると蛍光
体の粒状性が変化し、沈降法による蛍光膜の形成が困難
となり、マη光１嘆が流れるので好ましくない。

上記の様な製造方法で得られる平板角形状の粒子形状を
もつテルビウム付活ランタンオキシ塩化物蛍光体の結晶
１３子は通気法（（よる平均粒径が４〜６μｍ１長さは
５〜３０μｍ、ｒｑさけ１〜３μｍ好ましく（１は１．
５〜２．５μｎｔであった。なお、平板角形状と平板九
荊状の蛍光体の模式口金それぞれ第１図、第２図に示す
。

蛍光膜の形成ｊｄ平平板形形状粒子形状のテルビウム付
活ランタンオキシ塩化物蛍光体を用いて水ガラス（Ｊ（
２０−３８＋０２）と硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯａ）２
）との適当量比の沈降液をＦ！４　ｇ（５，、して形成
される。すなわち、第３図（（示すようにブラウン管（
１）の７工−ス面（２）の内面に沈降法によって平板角
形状の粒子形状をもつ緑色発光蛍光膜（３）を形成する
。

次に赤色発光蛍光体としてユーロピウム付活酸化イツト
リウム（Ｙ２Ｏ２：Ｅｕ）を用いて通常の手段で赤色発
光蛍光体はＹ２Ｏ３：Ｅｕ　、青色発光蛍光体はＺｎＳ
：Ａｇ　＊　ＩＩ：Ｉいて各々の発光ブラウン管ヲ形成
する。

そして緑色発光蛍光体は上記第１表の実施例１−５に示
すようにＬａ２０３ＮＨ，Ｃｚ、’ｒｂ４０７ノ原料を
そ：ｒＬそれ秤量し、これらを艮く混合する。この混合
物を石英ルツボに入れ、炭素を環縫上に乗せ、蓋−とし
、１０００〜１５００Ｃ，３０分〜５時間空気甲にて焼
成する。

炭素を乗せないときは還元雰囲気中で焼成する。

焼成物全ナイロンメツシュの袋に入れ水ぶるいし、よく
水洗し、エタノールでｍ過をし、１０体を１００′Ｃ以
上で乾づ・■し、・（ぎ１表の実施例１〜５の平板角形
状の粒子形状を有する緑色発光の蛍光体’、ｃ　１．　
Ｏｇｔｌ−純水及び２５チ４度の水ガラスを合計２００
ｍＬになるような水溶液を作り蛍光体懸濁液を調慨する
。

これをフインチブラウン盾・に２％Ｊ　Ｉ＆の硝酸バリ
ウノ・溶液と純水の合語が４０Ｃｈｐｌｔ　ｉこなるよ
うに加えて静１ｉｓｅ　ｌ〜、この中に上記Ｍｌ　？’
Ａ液を注いで３０分間静置市る。蛍光体が沈降して膜全
形成したのら、上澄液を流し出し蛍光面を得る。実施例
１〜５で加えた２５チ濃度の水ガラス尾゛は３０ｍｔ、
２チ濃度の硝酸バリウム量は２０ｍＬである。

得られた蛍光面の上にラッカーフィルミング処理により
有機物フィルム全形ｔｊ’２　Ｌ　、さらにこの上にア
ルミニウム膜を蒸着し、ペイヤングｊ−＊、電子銃をと
りつけてブラウン管を完成した。２８ＫＶ。

１２００μＡ−＋　１３０Ｘ１００１リスターサイズに
おけるブラウン管輝ｊ度の相対値を第１表に示す。

実施例３のブラウン管？：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喫
わし第５図に曲線ａに示す、電子線電流が６００μ八以
上訃いても発光輝度が電子線電流に比例して上昇し、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。なお比較のため従来のテルビウム付活
酸硫化ガドリニウム蛍光体を蛍光膜としたブラウン管の
発光特性ＩｔｔＩ線をｂで示しである。

′　第６図は上記緑色、青色及び赤色発光のブラウン管
の７工−ス面の上昇温度に対する発光輝度の関係を示し
たもので１曲線イは緑色１口は青色、ハは赤色の夫々発
光色の相対輝度を夫々表わしたものである。この輝度特
性で明らかのように緑色発光の′改光体イを中心にはＩ
ホ揃って居り、フェース簡の温度上昇７０“℃以上にお
いても輌めて安定した輝度が得られる。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。緑色
発光ブラウン管の上昇温度に対する発光輝度は１Ｅ鉛シ
リケート被覆の有無に関係なく第６図の曲イ・申イに示
す如く良好であった。更にまた相対舛度が上記のように
揃っているので動作中の蛍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。

なお上記各蛍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゛〈わずかに輝度が低下するのみである。このよ
うにすれば安定性が向上し電子線の蛍光１（αへの射突
速？’＜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。

なお上記赤色発光蛍光体のほかに下記のものを用いるこ
とが出来る。ＣａＳ：Ｅｕ、ＹＶＯ，、：Ｅｕ、’Ｌａ
０Ｃｔ：Ｅｕ更にまた青色発光蛍光体について゛も下記
のものを用いることが可能である。Ｃａｂ：Ｂｉ　、５
ｒＳ−Ｇａ２Ｓ２：Ｃｅ　Ｌａ０Ｃｔ：Ｔ＋ｎ 第２表に２８に７１２００μＡ（ラスターΦサイズ１２
Ｘ９ｍ）の入力条件の当社製カタログＮｏ、　Ｅ２８８
４のフインチブラウン管で６０分間動作させたときに得
られる緑色発光しているブラウン管の輝度を比較例２種
類と比較して示す。比較例１はテルビウム伺活酸硫化ガ
ドリニウム蛍光体のブラウン管であり、比較例２は比較
例１のブラウン管の蛍光面をファンで強制冷却する構造
のブラウン管である。

第２表　（フートランベルト） この表よシ明らかのように本発明の装置に用いられる）
緑色発光ブラウン管の輝度は比較例１に対し１９８％の
明゛るさになり、また冷却構造を有するブラウン管に対
し１１１％明るいことがわかる。

第７しイ１の色度図上に２８　ＫＶ　１２００μＡの条
件で潰ＩＩ定したときの実ＩＫ［ｉ例３のブラウン管の
発光色度点を０１で；モす０（＝Ｑ、３３２　、　ｙ＝
＝Ｑ、５　ｓ　５　）。比１咬のためＧ２に１ルビウム
付活酸硫化ガドリニウム（ｘ＝０３２５゜ｙ＝　０．５
４３　）　、　Ｇ３にマンガン付活けい酸亜鉛の色度１
点（ｘ＝０．２１２．ｙ＝０．７０１　）　’ｃ示す。

このＦＱ（よりＧｔ（−ま１に視型力う−プジウン′１
ｑの緑色領域に近く白色画頃ｆ金出すのに有利でかつＧ
２よす色再現域の広いこと妙；わかる。

このブラウン管を投写型映像装置に実ａ↓して、祝感評
価したところ、投写スクリーン上のＪｊ％　、Ｉ；１’
ｌもよく、力？−両画像して従来より明るく、緑色の美
しい利点が証明された。またブラウン管のギケや温度上
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。そし−〇。

ブラウン管輝度の再現も良く製造性が容易ｔこなった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明カラー投写型映像装置１促を説明するための
もので第１図は本発明に係る平板角形状の粒子形状の模
式図、第２図は平板丸形状の模式図。 第３図はブラウン管の側面図、第４図は装置の概略図、
第５図及び第６図は特性図、第７［４珪発光色度領域を
示すＣＩＥ色度特性図である。 代理人　弁理士　則近憲佑（ほか１名）第　１　図 第２図 −１，５，、！；： 第３図 第４図 （２８ 第　５　図 第　６　図 第１頁の続き ＠発明者玉谷　正昭 所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板角形状の粒子形状を有するテルビウム付活ラ
   ンタンオキシ塩化物蛍光体で蛍光膜が形成されているこ
   とを特徴とするカラー投写型映像装置。 （２、特許請求の範囲第１項において蛍光膜が沈降法に
   より形ｒ！９されることを特徴とするカラー投写型映像
   装置。