JPS60170686A - カラ−投写型映像装置用青色発光ブラウン管 - 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〕 本発明はカラー投写型映像装置に組込む青色発光ブラウ
ン管に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

青色、緑色、赤色の３原色でそれぞれ発光する独立した
高輝度カラーｆ２ウン管を並べて組合わせ、これら各ブ
ラウン管上の映像を光学レンズで拡大し、大型投写スク
リーン上に投影してカラー画像を再生するカラー投写型
映像装置が現在市販されている。この映像装置では、従
来テレビ画像を再生し、教育用、娯楽用として多用され
ているが、今後はテレビ放送やビデオシステムにおいて
画面の高精細密化（高・密度走査化）が図られることに
よって、一層その応用範囲が拡大するものと期待されて
いる。

この装置を構成する各ブラウン管は、そのフェイス内面
に、各原色で発光する各螢光体の膜から成る発光スクリ
ーンの螢光面を備えている。

この装置では、大型投写スクリーン上の投影画像の明る
さを可能な限シ高輝度にするため、上記した各ブラウン
管の螢光面に通常の直視型ブラウン管の場合に比べて１
０倍以上の電子線エネルギーを照射することが必要であ
る。その結果、この装置では螢光面の温度が通常の動作
状態において６０℃以上に上昇する。このことは、一般
に螢光面の温度上昇が進むとそれに伴って螢光面の輝度
低下が進むということからして、不都合な事態である。

したがって、この装置のブラウン管については、その螢
光面の構造、螢光面を構成する螢光体に関し、直視型ブ
ラウン管の場合とは異なった配慮がなされている。

例えば、ブラウン管のフェースグレートの外側に水の層
を保持できるようにした構造にし上記螢光面を冷却して
温度上昇を抑制する手段を講じたブラウン管が知られて
いる。また、ファンを用いてブラウン管のフェースグレ
ートの外側に空気を吹き当てて強制空冷することも知ら
れている。しかしながら、これらの方法の場合、ブラウ
ン管を冷却する手段の構造が複雑であシ、その製造費も
上昇してコストアップを招くという欠点がある。

このため、通常の動作状態（上記したような特別の手段
を用いない状態）において螢光面が温度上昇しても、該
螢光面が可能な限υ高輝度で発光してその発光効率が低
下しないような螢光体を用いた螢光面の形成が要求され
ている。

色発光螢光体としてユーロピウム付活酸硫化イツトリウ
ムが多用されている。しかし、この螢光体は温度上昇に
よる発光効率の低下が著しく、カラー投写型映像装置用
の赤色発光ブラウン管に用いることは適描でない。その
ようなことから、カラー投写型映像装置用の赤色発光ブ
ラウン管の螢光面を構成する赤色発光螢光体としては、
現在、ユーロピウム付活酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ３：
　Ｅｕ　）が使用されている。

次に、青色発光ブラウン管に用いる青色発光螢光体とし
ては、現在、発光効率の高い銀付活硫化亜鉛（ＺｎＳ　
：　Ａｇ　）が使用されている。

最後に、緑色発光ブラウン管用の緑色発光螢光体として
は、直視型カラーブラウン管で多用されている硫化亜鉛
系のものは高電子線エネルギー蟹度下での発光効率の低
下が著しいので、通常、マンガン伺活ケイ酸亜鉛（Ｚｎ
２ＳｉＯ４：　Ｍｎ　）又は本発明者らが特願昭５７−
２０１１５９号で提案したテルビウム付活ランタンオキ
シ塩化物（Ｌａ０Ｃ１：　Ｔｂ　）が使用されている。

ところで、この装置において必要なことは、各ブラウン
管から大型の投写スクリーン上に白色画像を再生したと
き、初期の白色画像が長時間に亘って経時変化しないと
いうことでおる。

そのためには、各ブラウン管の螢光面を構成する赤色、
青色、緑色発光の各螢光体の発光色が温度上昇しても変
化せず、また、電流−輝度飽和特性（ガンマ特性）がそ
れぞれ同等であることが必要となる。

この観点から、上記した各螢光体に関し相互の関係を考
察すると以下のような事実が明らかとなる。

まず、赤色発光螢光体（Ｙ２Ｏ３：　Ｅｕ　）と緑色発
光螢光体（Ｚｎ２５１０４　：　Ｍｎ　ｒ　Ｌａ０ＣＬ
：　’ｒｂ　）はいずれも温度上昇してもその発光色の
変化が小さい。

例えば、投写管を２８　ｋＶ　、　２００μＡで動作さ
せたとき、室温（２５℃）、通常動作温度（８０℃）に
おける各螢光体の色度値（ｘ、ｙ）は、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ
の場合、２５℃（ｘ＝０．６４６．７＝０．３４９）、
８０℃（ｘ　＝０．６４５−　ｙ＝０．３５１　）であ
り、Ｚｎ２５１０４　：　Ｍｎの場合、２５℃（ｘ＝０
．２０８゜ｙ＝ｏ、７１４）、８０℃（ｘ＝０．２１２
　、ｙ＝０．７１１　）であり、Ｌａ０Ｃ６：　Ｔｂの
場合、２５℃（Ｘ＝０．３３０゜ｙ＝ｏ、５ｓ２）、８
０℃（ｘ＝０．３３０　、ｙ＝０．５８６　）である。

また、ガンマ特性も赤色発光螢光体と緑色発光螢光体と
ではほぼ同等である。例えば、投写管を２”８　ｋＶ　
、２００μＡで動作させ、電流当りの輝度率を１００と
したとき、電流１２００μＡにおける値は、ｙ２ｏ、　
：　Ｅｕの場合、９３、Ｚｎ２ＳｉＯ４：　Ｍｎの場合
、８５、Ｌａ０Ｃ６：　Ｔｂの場合、９１である。

一方、青色発光螢光体（ＺｎＳ　：　Ａｇ　）の発光色
は、初期の室温（２５℃）と通常動作温度（８０℃）と
ではかなシ様相を異にする。

例えば、投写管を２８ｋＶ、２００μＡで動作させたと
きの色度値は、２５℃（ｘ　＝　０．１４７　ｒ　Ｙ　
＝０．０７４）、８０℃（ｘ＝０．１４７　、　ｙ＝０
．０８２’　）であって、温度上昇によって初期と通常
動作時とではその発光色が異なってくる。これは、螢光
体７５よ温度上昇すると長波長領域の発光が強くなるた
めである。

また、このＺｎＳ　：　Ａｇのガンマ特性は、上記した
赤色発光螢光体、緑色発光螢光体に比べてかなフ悪い。

例えば、投写管を２８ｋＶ、２００μＡで動作させ電流
当９の輝度率を１００としたとき、電流１２００μＡに
おける値は４６と低い。

このようなことから、従来のカラー投写型映像装置にお
いては、青色発光螢光体としてＺｎＳ　：　Ａｇを用い
て大型投写スクリーン上に白色画像を再生すると、Ｚｎ
Ｓ：Ａｇの温度上昇に伴う発光色の相違が生じまたその
ガンマ特性が赤色及び緑色発光螢光体のそれと異なるだ
め、画像投写開始後１０分程度の時間で初期的経時変化
に基づく白色面ｆ象のくずれが生ずる。更には、動作状
態にあっても、ｚｎＳ：Ａｇのガンマ特性が悪いので、
低電子線エネルギー射突の場合と高電子線エネルギー射
突時の場合とでは白色画像がそれぞれ異なったものにな
シ、その再調整のだめには複雑な電気的補正が必要にな
るという不都合な問題を生ずる。

また、ＺｎＳ：Ａｇから成る螢光面を備えた青色発光ゾ
ラウン管は、上記した問題の外に、直視型カラーブラウ
ン管の場合と同様に、カラー画像再生という観点からす
ると次のような問題を孕んでいる。

すなわち、通常、青色発光螢光体の発光色は、ＣＩＫ色
度図上で画像の色再現域を広げるためには、その色度点
が該色度図上の端にできるだけ近接した座標点であるこ
とが望ましいのであるが、しかし、ＺｎＳ：Ａｇの発光
色は、動作状態においてはそれがｘ＝０．１４７．７＝
０．０８２と色度図上の端から離れており青色の純度が
低い、という問題である。

更には、大型投写スクリーン上への画像再生の際に安価
なグラスチックレンズを用いた場合、螢光体の発光スペ
クトルの幅が狭ければスクリーン上での色収差は発生し
にくいが、しかし、ＺｎＳ　：Ａｇはその発光スペクト
ルの幅が広いのでスクリーン上に色収差が発生するとい
う問題も生ずる。

電子線励起によシ高い発光効率を示す青色発光螢光体と
しては、上記したｚｎＳ：Ａｇの外に、ユーロピウム付
活アルカリ土類クロロアノ臂タイト系の螢光体が知られ
ている。

例えば、特公昭４６−４０６０４号では、３　ｓｒ、（
ｐｏ４）２−　ＭＣ１２：　Ｅｕ　（ただし、ＭはＳｒ
　＋　Ｃａ　ｒＢａの群から選ばれる少なくとも１種）
が開示され、特公昭４６−４１２８１号では、Ｍ５Ｘ（
ＰＯ４）、　：　ｇｕ　（ただし、ＭはＣａ　＋　Ｓｒ
のいずれが１種又は両方を表わし；ＸはＦ　、　ＣＬ　
、　Ｂｒ０群から選ばれる少なくとも１種のハロダンを
表わす）に付活剤としてｐｂ又はｓｂを添加した螢光体
が開示され、更には、特公昭４６−４１２８２号ではＭ
５Ｘ（ＰＯ４）３：　Ｅｕ　（ただし、ＭはＣａ　＊　
Ｓｒ　＋　Ｂａの群から選ばれる少なくとも１種を表わ
し；ＸはＦ＋　Ｃ１ｒ　Ｂｒの群から選ばれる少なくと
も１種のハロダンを表わす）の母体の一部をＣｄで置換
した螢光体が開示されている。そして、これら先行技術
では、これら螢光体はいずれも直視型カラーブラウン管
の青色発光成分として用いることが提案されている。

しかしながら、上記した螢光体のうち、フッ素系のもの
は製造時の焼成段階で容器として用いる石英るつぼと反
応してるつぼの再使用が不可能になるという問題を生じ
、臭素系のものはブラウン管フェース内面に形成したそ
の螢光膜が剥離し易すく、更に、ｃｄで置換したものは
その製造時において公害問題発生の危険性がつきまとう
ので実用性に乏しい。

なお、カラー投写型映像装置の青色発光ブラウン管にお
ける螢光面には、以下のような過酷な条件を充分に満足
することが必要とされる。すなわち、■力２−表示のこ
とがら青色の色再現性がよいこと（赤色及び緑色との色
彩合成のことから）、■高温度（６０℃以上）における
発光効率の低下がないこと、■高輝度特性を備えること
、■経時変化が少ないこと、■化学的安定性に優れるこ
と、■残光特性が優秀であること、などである。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した問題を解消し上記条件を満足する、
新規なカラー投写型映像装置用青色発光ブラウン管の提
供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明のカラー投写型映像装置用青色発光ブラウン管は
、螢光面が、次式：Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃ６：Ｅｕ（式中
、ＭはＢａ　ＨＣａ　ｒ　Ｍｇ　＋　Ｓｒの群から選ば
れる少なくとも１種の元素を表わす）で示される青色発
光螢光体で形成されていることを特徴とする。

本発明にかかる上記青色発光螢光体において、Ｅｕ濃度
は０．０１〜５重量％であることが好ましい。

Ｅｕ濃度が０．０１重量−未満の場合には螢光体の発光
効率が低く、赤色及び緑色発光ブラウン管と組合わせた
とき白色画像の輝度低下を招く。また、５重量％を超え
ても効果は著増しないばか）か、徒らに高価なＥｕを使
用することになって経済的に不利である。

この青色発光螢光体は、次のようにして調製される。す
なわち、リン酸バリウム（ＢａＨＰＯ４）　、リン酸カ
ルシウム（ＣａＨＰＯ４）、リン酸マグネシウム（Ｍｇ
ＨＰＯ４）、リン酸ストロンチウム（ＳｒＨＰＯ４）の
ようなアルカリ土類金属源とリン酸源；炭酸バリウム（
ＢａＣＯ３）、炭素カルシウム（ＣａＣＯ５）、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）　、炭酸ストロンチウムのような
アルカリ土類金属源；塩化アンモニウムのような塩素源
；酸化ユーロピウム（ｇｕ２ｏ３）のようなユーロピウ
ム源の各所定量をそれぞれ秤量し、これらを例えばゲー
ルミルで充分に混合したのち、得られた混合粉末を例え
ば石英るつぼに収容し、例えば２〜５ｑ６の水素を含ん
だ窒素ガスのような還元雰囲気中で温度８００〜１２０
０℃で３０分〜３時間焼成する。得られた焼成体又は焼
成粉を冷却したのち、例えばナイロンメツシュの中に入
れて水ぶるいし、充分に水洗してから例えばアルコール
で濾過し、乾燥する。

本発明の青色発光ブラウン管は、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、上記した青色発光螢光体の螢光膜を形成するこ
とによって製造される。

〔発明の実施例〕

実施例１〜５ 表に示したように各原料の粉末をそれぞれ秤■し、これ
らを？−ルミルでよく混合した。得られた混合粉末を石
英るつぼに入れ、温度１２００℃の還元雰囲気中で２時
間焼成した。焼成粉をナイロンメツシュの袋に入れて水
ぶるいし、ついでよく水洗し、濾過したのち１００℃で
乾燥して５種類の螢光体粉末を得た。

次に、これら青色発光螢光体粉末１．ＯＩを、純水及び
２５ｑ６濃度の水ガラス（Ｋ２Ｏ・３ＳＩＯ２）を合計
２００ｒＬｌとなるようにした水溶液に懸濁して螢光体
懸濁液を調製した。これを、フインチプラウン管の中に
、２％濃度の硝酸バリウム溶液と純水との合計が４００
ゴとなるように加えて静置し、ここに上記した螢光体懸
濁液を注加して３０分間静置した。螢光体が沈降して螢
光膜が形成された。

その後、上澄み液を流し出した。ブラウン管のフェース
内面には螢光面が形成された。なお、各沈降液で、２５
％濃度の水ガラスの使用量は３０ゴ、２チ濃度の硝酸バ
リウムの使用量は１５−であった。

得られた螢光面の上にラッカーフィルミング処理を施こ
して有機物フィルムを形成し、更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本発
明のブラウン管を完成した。

２８　ｋＶ、１２００　μＡ　、１３０Ｘ１００ｍｍ”
　のラスターサイズにおける各ブラウン管の輝度相対値
を表に示した。

実施例４の青色発光ブラウン管、’ｙ２ｏｓ：　Ｅｕを
螢光面とする赤色発光ブラウン管及びＬａ０ＣＡ　：　
Ｔｂを螢光面とする緑色発光ｆラウン管をくそれぞれ、
２８ｋＶの加速電圧の動作状態（８０℃）で発光させて
ガンマ特性を測定した。その結果を第１図に示した。第
１図は、加えた電流にたいし２００μ人を基準として示
しである。図中、曲線ａは実施例４のもの、ｂはＬａ０
ＣＬ　：　Ｔｂのもの、Ｃはｒ２ｏｓ　：　Ｅｕのもの
、そしてｄは比較のために示したＺｎＳ　：　Ａｇのも
のである。

召　□、。ヵ１５．ヵ、ヵよう□、オ、□。１ｏ４カオ
ラウン管は従来のもの（ＺｎＳ：Ａｇ）に比べてガンマ
特性が著しく優れ、１２００４Ａでは１．８〜１．９倍
と大である。また、青色、赤色、緑色の各ブラウン管は
、青色を中心にしてそのガンマ特性が揃っており、その
ことは、この３本のブラウン管を組合わせてカラー投写
型映像装置にした場合、動作状態（８０℃）では極めて
安定した白色画像の再生が得られることを示唆している
。

なお、上記した各螢光体は相対的にガンマ特性が揃って
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。このことは、加速電圧を低下させれば安定性が
向上し電子線の螢光面への射突速度を緩和することがで
きるのでその寿命をその分だけ伸ばすことを可能にする
。

次に、本発明の青色発光ブラウン管の動作状態（８０℃
）における発光スペクトルを測定し、その結果を第２図
の曲線イとして示した。曲線口は、比較のために示しだ
ＺｎＳ　：　Ａｇの場合の発光スペクトルである。

図から明らかなように、ＺｎＳ：Ａｇはその発光スペク
トルの幅が広く、安価なグラスチックレンズを用いた場
合には、投写スクリーン上に再生させたカラー画像には
色収差が生ずるであろう。これに反し、本発明にかかる
螢光体は、その発光スペクトルの幅が狭いので色収差の
発生はよシ小さくなる。

実施例４の青色発光ブラウン管を２８ｋＶ。

１２００μＡで動作させたときの発光色を測定じ、その
色度点を第３図のＢ１として示した。Ｂ２は、ＺｎＳ　
：　Ａｇが螢光面である従来のブラウン管の色度点であ
る。Ｂ１（ｘ＝０．１５６　、ｙ＝０．０６４　）、Ｂ
２（ｘ＝０．１４７　、　ｙ　＝０．０８２　）。また
、図中、ＲｌＧはそれぞれ、上記したＹ２Ｏ３：　Ｅｕ
　ｙ　Ｌａ０ＣＬ：　Ｔｂを用いた赤色、緑色発光ブラ
ウン管の発光色の色度点を表わす。

図から明らかなように、Ｂ、はＢ２よシもＣＩＥ色度図
の端に近いところに位置するので青色発光の純度がよく
、かつ、色再現域の広いことがわかる。

なお、本発明の青色発光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、投写スクリーン上の焦点
もよく、高電子線電流領域でも投影カラー画像は明るか
った。また、ブラウン管の”ヤケ“や温度上昇に伴う青
色発光色の変化が少ないので、カラー画像が経時変化を
起すということはなかった。

〔発明の効果〕

本発明の青色発光ブラウン管は、カラー投写型映像装置
に実装した場合、■螢光面の温度が動作状態の温度（８
０℃）にまで上昇しても発光効率の低下は起らず、■そ
の発光スペクトルの幅が狭いのでレンズを介して投写ス
クリーンに画像を再生させたときその色収差は発生せず
、■しかも、赤色発光プラソン管、緑色発光ブラウン管
等のガンマ特性と近似しかつその経時変化がないので、
色の再現性に優れ、■また、色度図から明らかなように
、青色の純度は優れかっ色再現域が広くなる、という効
果を奏し、その工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ブラウン管の電流−輝度飽和特性を表わす図
、第２図は発光スペクトル曲線を表わす図、第３図は発
光色の発光色度領域を表わすＣＩＫ色度特性図である。 第１図 叱チ＃（も（ＸＩ”３Ａ）　。 ４００　５００　６００ シ炙長−（ｎｍ）□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、螢光面が、次式：　Ｍ５（ＰＯ４）、ＣＬ：　Ｅｕ
   　（式中、ＭはＢａ　＊　Ｃａ　ｅ　Ｍｇ　＊　Ｓｒの
   群から選ばれる少なくとも１種の元素を表わす）で示さ
   れる青色発光螢光体で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用青色発光ブラウン管。 ２、該螢光面が、水ガラスと硝酸バリウムの沈降液を用
   いて形成される特許請求の範囲第１項記載のカラー投写
   型映像装置用青色発光ブ２ウン管。