JPS62160403A - カラーcrtデイスプレイのためのコントラスト増加フイルターガラス - Google Patents

カラーcrtデイスプレイのためのコントラスト増加フイルターガラス

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JPS62160403A
JPS62160403A JP62000988A JP98887A JPS62160403A JP S62160403 A JPS62160403 A JP S62160403A JP 62000988 A JP62000988 A JP 62000988A JP 98887 A JP98887 A JP 98887A JP S62160403 A JPS62160403 A JP S62160403A
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リー、エム、コツク
アレキサンダー、ジエイ.マーカー ザ サード
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SHIYOTSUTO GLASS TEKUNOROJIISU Inc
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SHIYOTSUTO GLASS TEKUNOROJIISU
SHIYOTSUTO GLASS TEKUNOROJIISU Inc
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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  • Optical Filters (AREA)
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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】 (従来の技術) しばらくの間、CRT製造業者は、完全なカラーディス
プレイ用のコントラスト増加を得るためにフィルターが
使われていた。有益なフィルターは、リン光体発光[p
hoshor emission1周波数に対応する周
波数の光を透過し、かつ他のすべての不要な光を吸収す
る。前面反射防止コーティング[八Rcoatingl
と組み合せた時、これは太陽を当てた状態でのギラギラ
を実質上減少する。現在、カラーディスプレイに対して
、最も一般的に使用されているリン光体はPd2および
P22である。
これらの−次発光帯は544 nm(Pd2)および、
445nmおよび620 nm(P22)である。した
がって、最適のコンl−ラスト増加フィルターは、これ
らの3つの波長の付近の好ましいレベルのどこでも透過
ウィンドウを有するべきであり、また他のすべての波長
において、不透明であるべきである。
利用されたコントラス1〜増加フイルターの最初のタイ
プは、例えばマルチバンド ジジミウムフィルター[m
ulitiband Didymium filter
l、であるショットS−8801に加えて、ショット中
密度フィルタニ タイプS −4020[5chott
 neutral density filter t
ype S−40201のような2つあるいはそれ以上
から成る合成フィルターである。
合成フィルターは、着色剤不適応性のため単一ガラスに
おいて得られない透過特性をしばしば有する。
合成フィルターの主な欠点は高い製造コストである。多
重1造はフレネル損失[Fresnel  1osse
slを除くため光学セメントで接着しなければならない
から、これはそれぞれのフィルター表面において高度の
光学上の仕上げを調整する必要性に起因する。他の著し
い欠点は単一ガラスフィルターに比較して合成フィルタ
ーの重量が増加することである。代表的な合成フィルタ
ーの先行技術は、米国特許第11,245,2712号
に開示されている。
合成品の高い製造コストのため、(可能な限り)すべて
の必要とされる透過特性を兼備した単一ガラスが開発さ
れてきた。関連するガラスの従来技術は、米国特許第4
.521524号;同第3.143.683号:同第4
.520.115号:(X線吸収に関して)二同第4.
405.881号および同第4.390.637号に開
示されている。従来技術において、コントラスト増加を
達成するため着色混合物は一般に次のものを含む: (a)多数の狭いバンド幅の透過ウィンドウを与えるた
めのNd2O3+Pr2O3の組合せ;(b)リン光範
囲外の赤色周波数を吸収するためのFe2O3およびC
uO; (C)可視領域における全体の透過性を調節するための
NiOおよびCuO:および (d)必要とされる性質に微調整する他の光学上の構成
成分を含む。
例えば、組成物(d)は紫外および近紫外光線を吸収す
るため、例えば、se  <米国特許第3.143゜6
83号)あるいはCeO2(米国特許第4,521゜5
24号)が加えられている。
これらの着色剤は、しばしば適応せず、そして最大コン
トラスト効果を与えない。特に鉄(Fe2+とじて必要
とされる)および銅(Cu2+とじて必要とされる)の
混合は、酸化状態に関して適応しない。前者は製造時に
極めて還元雰囲気条件を必要とし、一方、後者は極めて
酸化条件を必要とする。加えて困難な問題はネオジムと
プラセオジムの両者の使用である。ネオジム単独では問
題が生じない。しかしながら、プラセオジムは、カラー
CRTディスプレイにおいて一般に使用されるP22リ
ン光体の主要な発光ライン(445nm)において強い
吸収帯を有する。これの混入はこのような適応において
使用されるフィルターのコントラスト増加効果が減少す
る傾向にあるので、これの使用はそれ故禁忌される[c
onstraindicatedl。
従来技術のガラスにおいて、特に米国特許第4.521
,524号に関して、使用される着色剤の添加の複雑化
は、着色剤安定化に対して最も有効な基本組成は高い屈
折率、典型的には157より高い屈折率を有する傾向が
あることにある。これは好ましくない。これらのフィル
ター上に使用される前面反射防止 コーティングは、も
し基本ガラスの屈折率が157%以下なら最も効果的で
ある。
それゆえ、最も好ましいコントラスト増加用フィルター
は、重要なリン光波長において好ましくなく吸収せずか
つ屈折率Ndが157以下である適応する着色剤混合物
を利用する単一ガラスフィルターであろう。
(発明が解決すべき問題点) したがって、そのようなガラスを提供することにある。
本発明の他の目的はガラス、特にCRTと粗合せるガラ
スに基づくこのようなフィルターを提供することにある
本明細占を一層の研究すると、本発明のざらに別の目的
と利点は当業者にとって明らかになる。
(問題点を解決するための手段) これらの諸口的は本発明において、本質的に重量%で以
下の組成からなる光学特性ガラスを提供することによっ
て達成される: (1)重量%で本質的に次の組成からなるガラス=Si
O2             40〜60%B2 o
3            0〜6%Al2O3   
          0〜2%Li2O+Na2O+K
2Oの合計    24〜30%MgO+CaO+Sr
o+BaO+Znoの合計   O〜10%■i02 
                       1〜
3%CeO21〜3% Er2O3            10〜25%Er
2O31〜5% Sm2030〜3% 3m203 +Sm2O3の合計    1〜8%Cu
O              0.1〜0.5%Mn
O2             0.1〜0.8%。
(2)重】%で本質的に次の組成からなる上記第1項に
記載のガラス: SiO2             45〜48%B2
O3               3〜6%Al2O
30〜1% Li2O+Na2O+K2Oの合計    26〜28
%CeO2                    
   1〜2%CeO21〜2% Er2O3             10〜15%E
r2O31〜3% Sm203              1〜2%Sm
203 +Sm2O3の合計    2〜5%CuO 
              0.2〜0.4%HnO
20,3〜0.5% HgO+CaO+Sro+BaO+Znoの合計   
3〜5% 。
(3)Si 、B、AI 、Na、K、Ba、Nd。
(4)上記第3項に記載のおよびSmの酸化物より本質
的に成るガラス。
(5)Si 、B、AI 、Na 、K、Ba 、Nd
、Er、丁r 、 Ce 、 Mn 、BよびC1の酸
化物が前記載より本質的に成る上記第2項に記載のガラ
ス。
の該酸化物より本質的に成るガラス。
詐崇の菊判第1項に記載のガラス: SiO2             45〜47%B2
O3             4〜6%Al2O3 
           0.5〜1,5%Na2013
〜15%。
K2O            11〜13%8a02
〜4% Er2O3            10〜12%Sm
2O31〜3% Sm2031〜3% CeO2             15〜2.5%C
eO2             15〜2.5%Mn
O2             0.3〜0.5%Cu
O                 0.25〜0.
31  %。
(10>重量%で本質的に次の組成からなる上記第1項
に記載のガラス: SiO2             45〜46%B2
O3約5% Al2O3         約1% Na2014〜15% に2o             12.1〜12.5
%BaO3〜4% Er2O3             約11%Er2
O3約2% Sm2030〜2% CeO2             1.4〜2.1%
CeO2             1.4〜2.1%
MnO2          約0.4%CuO   
          0.25〜0.28%。
(11)重量%で本質的に次の組成および着色性酸化物
から成るガラス: SiO2              40〜60%B
203             0〜6%Al2O3
                0〜2%Li20+
Na2 Q+K2Oの合計    24〜30%)1(
]0+CaO+Sf’O+BaO+ZbOの合計   
0〜10%TiO21〜 3% CeO21〜 3% Nd2O3               10〜25
%Er2O31〜 5% Sm2030〜3% Sm203 +Er 203の合計    1〜8%C
uO                  0.1〜0
.5%Hn02                0.
1〜0.8%。
(12)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
スが上記第1項に記載のガラス。
(13)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
スが上記第2項に記載のガラス。
(14)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
スが上記第3項に記載のガラス。
(15)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
スが上記第9項に記載のガラス。
(16)Sm203の】が1〜3重量%である上記第1
項に記載のガラス。
(17) Er 203の間が1〜3重量%でありSm
2O3の量が1〜2重量%である上記第1項に記載のガ
ラス。
(18)1〜5重量%のEr2O3および10〜25重
量%のNd 2 o3を混入して成るCRTフィルター
ガラスとして使用するのに適するシリカ基本ガラスにお
けるコントラスト効率を高める方法。
(19) 1〜3重母%の3m203も含まれる上記第
1z項に記載の方法。
(作用) 前記ガラス組成範囲は、実際のガラス製造理由および透
過特性におけるこれらの効果によって決定される。
60重辺%を越えるシリカレベルは、溶融粘度および二
次成形温度を好ましくなく高くする。40重1%未満で
は、化学的耐久性は好ましくなく、低くなり、そして改
質剤カチオン[modefier cationslの
必要な高いレベルは相分離あるいは失透を導き得る。
一方、酸化ホウ素は本発明においては必要でなく、その
混入は組成範囲により高い部分以内でSiO2を有する
ガラスにおいて、好ましいレベルまで溶融粘度を下げる
ために好ましい。もしB2O3含有量が6%を越えると
化学的耐久性が減少°し、そしてガラスはより相分離の
傾向になる。
酸化アルミニウムは、化学的耐久性を増加させるために
加えられる。もしAI 2 o3含有間が2重口%を越
えると、溶融粘度に関して好ましくない上昇になる。
アルカリは、溶融粘度を調整し、高濃度のランタニドイ
オンの安定化させるために加えられる。
アルカリ含有量が24重量%以下なら溶融粘度が高くな
るので好ましくなく、ガラスは゛より相分離の傾向にな
る。アルカリレベルが30重ffi%を越えると、化学
的安定性が低くなるので好ましくなくかつ/あるいは他
の酸化物の必要量が混入され1牙ない。
アルカリ土類および亜鉛は、化学的耐久性を改善するた
めに加えられる。10重量%を越えるレベルにおいては
ガラスは失透および相分離の傾向になる。
TiO2およびCeO2は、近紫外線およびX線透過を
阻止するために加えられる。これらは、1重量%未溝の
レベルにおいてはそれぞれ効果がない。3重量%を越え
るのレベルにおいては、これらは、屈折率が前述のよう
に所望のレベルより高く増加する傾向にある。T(02
およびCeO2の等モルの組合せは最も適する組合せで
ある。
Nd2o3は、本発明において主要な着色化イオンであ
る。その目的は、重要なスペクトル領域を分離するSき
をする強烈なマルチバンド吸収を与えることでおる。1
00重量%未満レベルは充分な吸収口を与えない。25
重量%を越えるのレベルは、相分離または失透なしで混
入することが困難である。さらK、25重厘%を越える
のレベルにおいては、リン光波長5450mにおける透
過は低くなるので好ましくない。
E「203およびSm2O3は、所望の透過バンド間で
より良好な吸収を与えるために加えられる。一方、サマ
リウムは、本発明では必要なく、それは比較的低い吸収
量を有するので少なくとも1重1%使用することが最も
好ましい。3重量%を越えると製造コストは高くなるの
で好ましくない。Er2O3の一つの特種機能は、52
0mmで吸収してNd2O3スペクトルにおける好まし
くない透過ピークを遮蔽することである。1重量%未満
のレベルは必要吸収強度を与えない。5重1%を越える
と製造コストが高くなるので好ましくない。吸収特性に
関する最も好ましい組合せは1〜8重量%の範囲におけ
るSm2O3+Er2O3の組合せを使用することによ
って与えられる。
これは先行技術のガラスより極めて良好なコントラスト
効果を提供するので、これは前記の与えられたNd2O
3の範囲とともK、本発明の臨界である。
酸化銅は、cu2殉吸酸吸収め、〜650nm以上の波
長を吸収させるために加えられる。Cu 00.1重量
%未満のレベルは、この領域における必須吸収を与えな
い。0.5重量%を越えるレベルはリン光発光波長61
8止においての透過を好ましくなく低い値にまで減少さ
せる。
酸化マンガンは、470〜500止の範囲における望ま
ない周波数を吸収するために加えられる。
そしてそれはMn2+に対する最大吸収の範囲である。
0.1重量%未満(<0.1重選%)のレベルは他の前
記着色剤と組合せた時に必要吸収強度を与えない。0.
8重量%を越えるレベルにおいて、リン光発光体波長4
45および545nmにおける透過は低くなるので好ま
しくない。
前に議論された組成物は、カラーCRTフィルターガラ
ス技術における状態に置かれた要求を満すことが十分に
可能であるが、例えば、前記文献として、例えば米国特
許第4,521,524 @において、議論されたよう
なガラスの透過特性/反射率特性に影響をおよぼす。こ
れらの従来の目的のためK、他の従来の着色剤を含むこ
とも可能である。代表的には、このような着色剤は約0
.01〜5重量%の総量で含まれる。このような従来の
着色剤は、Fe2O3、CuO1NiO1ZrO2、L
a2o3、Cr2O3等を含む。しかしながら、これら
の成分のどれひとつも、本発明の結果の達成に対して本
質をなさない。
前述のようK、本発明のガラスの主な特徴は、反射率が
157%未満を有するガラス、より高い値でも許容でき
るが好ましくないのでいっしょK、必須の透過特性の達
成することである。達成されたより低い値は、特に臨界
的でないけれど、反射率が効果的反射防止コーティング
の設計がより困難になる値以上となることは、もちろん
好ましい。
より苦心なくして、前記記載事項を使うことによって、
当業者が本発明の最も拡範な範囲にまで利用することが
できると信じられる。以下の好ましい特定の実施態様は
、本発明の単なる例示として解釈されるものであって、
本発明の開示の残りを何ら限定するものではない。先の
テキストおよび以下に挙げる実施例において、特にこと
わりのない限りすべての温度は調整されない摂氏を示し
、またすべての部およびパーセントは重量によるもので
ある。
(実施例) 1簾叢ユニA 以下に示す実施例は誘導加熱白金るつぼ中、従来ガラス
製造用酸化物および炭酸塩原料から溶融された。混合浴
は負型的に約1300℃において溶融され、1500℃
で2時間清澄され、そして約1400’Cでキャストさ
れた。ガラスは下表に与えられたような個々のガラス転
移温度(TG)で、2時間保持され、そして1時間につ
き30℃で徐冷され、応力の残留していないガラスを提
供した。
(発明の効果〉 先の実施例は、本発明の一般的にまたは特に記載された
反応物質および/または操作条件を先の実施例中で使用
されたそれらと置き換えることにより同様に繰り返し得
る。
先の記載より、当業者は本発明の本質的な特徴を容易に
確めることができ、そして本発明の精神および範囲から
離れることなしK、各種の処理および条件に適合させる
ため本発明の各種変更および廐正できる。
特許出願人 ショット、グラス、チクノロシース、イン
コーポレーテッド

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で本質的に次の組成からなるガラス:Si
    O_2 40〜60% B_2O_3 0〜6% Al_2O_3 0〜2% Li_2O+Na_2O+K_2Oの合計 24〜30
    %MgO+CaO+Sro+BaO+Znoの合計 0
    〜10%TiO_2 1〜3% CeO_2 1〜3% Nd_2O_3 10〜25% Er_2O_3 1〜5% Sm_2O_3 0〜3% Sm_2O_3+Er_2O_3の合計 1〜8%Cu
    O 0.1〜0.5% MnO_2 0.1〜0.8%。
  2. (2)重量%で本質的に次の組成からなる 特許請求の範囲第1項に記載のガラス: SiO_2 45〜48% B_2O_3 3〜6% Al_2O_3 0〜1% Li_2O+Na_2O+K_2Oの合計 26〜28
    %TiO_2 1〜2% CeO_2 1〜2% Nd_2O_3 10〜15% Er_2O_3 1〜3% Sm_2O_3 1〜2% Sm_2O_3+Er_2O_3の合計 2〜5%Cu
    O 0.2〜0.4% MnO_2 0.3〜0.5% MgO+CaO+BaO+ZbOの合計 3〜5%。
  3. (3)Si、B、Al、Na、K、Ba、Nd、Er、
    Ti、Ce、MnおよびCuの酸化物が前記載より本質
    的に成る特許請求の範囲第1項に記載のガラス。
  4. (4)特許請求の範囲第3項に記載のおよびSmの酸化
    物より本質的に成るガラス。
  5. (5)Si、B、Al、Na、K、Ba、Nd、Er、
    Ti、Ce、MnおよびCuの酸化物が前記載より本質
    的に成る特許請求の範囲第2項に記載のガラス。
  6. (6)特許請求の範囲第5項に記載のおよびSmの該酸
    化物より本質的に成るガラス。
  7. (7)TiとCeの量が実質的に等モルである特許請求
    の範囲第1項に記載のガラス。
  8. (8)TiとCeの量が実質的に等モルである特許請求
    の範囲第2項に記載のガラス:
  9. (9)重量%で本質的に次の組成からなる特許請求の範
    囲第1項に記載のガラス: SiO_2 45〜47% B_2O_3 4〜6% Al_2O_3 0.5〜15% Na_2O 13〜15% K_2O 11〜13% BaO 2〜4% Nd_2O_3 10〜12% Er_2O_3 1〜3% Sm_2O_3 1〜3% TiO_2 1.5〜2.5% CeO_2 1.5〜2.5% MnO_2 0.3〜0.5% CuO 0.25〜0.31%。
  10. (10)重量%で本質的に次の組成からなる特許請求の
    範囲第1項に記載のガラス: SiO_2 45〜46% B_2O_3 約5% Al_2O_3 約1% Na_2O 14〜15% K_2O 12.1〜12.5% BaO 3〜4% Nd_2O_3 約11% Er_2O_3 約2% Sm_2O_3 0〜2% TiO_2 1.4〜2.1% CeO_2 1.4〜2.1% MnO_2 約0.4% CuO 0.25〜0.28%。
  11. (11)重量%で本質的に次の組成および着色性酸化物
    から成るガラス: SiO_2 40〜60% B_2O_3 0〜6% Al_2O_3 0〜2% Li_2O+Na_2O+K_2Oの合計 24〜30
    %MgO+CaO+Sro+BaO+Znoの合計の合
    計 0〜10%TiO_2 1〜3% CeO_2 1〜3% Nd_2O_3 10〜25% Er_2O_3 1〜5% Sm_2O_3 0〜3% Sm_2O_3+Er_2O_3の合計 1〜8%Cu
    O 0.1〜0.5% MnO_2 0.1〜0.8%。
  12. (12)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
    カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
    スが特許請求の範囲第1項に記載のガラス。
  13. (13)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
    カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
    スが特許請求の範囲第2項に記載のガラス。
  14. (14)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
    カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
    スが特許請求の範囲第3項に記載のガラス。
  15. (15)カラーCRTおよびフィルターガラスから成る
    カラーCRTディスプレイ装置においてフィルターガラ
    スが特許請求の範囲第9項に記載のガラス。
  16. (16)Sm_2O_3の量が1〜3重量%である特許
    請求の範囲第1項に記載のガラス。
  17. (17)Er_2O_3の量が1〜3重量%でありSm
    _2O_3の量が1〜2重量%である特許請求の範囲第
    1項に記載のガラス。
  18. (18)1〜5重量%のEr_2O_3および10〜2
    5重量%のNd_2O_3を混入して成るCRTフィル
    ターガラスとして使用するのに適するシリカ基本ガラス
    におけるコントラスト効率を高める方法。
  19. (19)1〜3重量%のSm_2O_3も含まれる特許
    請求の範囲第18項に記載の方法。
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