JPS6318635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新たな型の陰極線管に関するものであ
る。 従来、陰極線管に用いる螢光スクリーンとして
は、螢光物質として、主に硫化亜鉛やイツトリウ
ム・オキシサルフアイド粉末を用い、前面ガラ
ス，螢光体層，アルミニウム薄膜の三層構造をと
つていた。この製造方法は、次の４工程からな
る。 (1)数μm〜数十μmの粒径の螢光体粉末を、水ガ
ラスやポリビニールアルコールなどを結合剤とし
て、沈降あるいは塗布といつた方法により、前面
ガラスに付着させる。(2)その上をポリビニールア
ルコール等の有機物フイルムで被覆する。(3)さら
にその上をアルミニウム膜を1000Å〜3000Åの厚
さに蒸着する。(4)このスクリーンを空気中で400
℃前後の温度で加熱し、有機結合剤や有機フイル
ムを分解させて除去する。 この方法は複雑であり、かつ粉末の沈降など高
度の製造技術を要するものである。そして、螢光
体粒子は、球形に近い丸味を帯びた形かまたは不
定形をしているため、光を散乱しやすく、しかも
３〜５層に不規則に重なつて構成されているた
め、電子線励起により内部で生じた光の相当な部
分を、前面ガラス側に出てくるまでに、散乱と吸
収によつて失つてしまう。アルミニウム膜は螢光
体層より後方へ発光，散乱した光を前方へ反射す
るだけでなく、けい光膜が負の電荷に帯電するこ
とを防ぐ重要な役割をになつている。しかし、一
方では電子線が螢光体の手前にあるこのアルミニ
ウム膜を貫通する際にエネルギーを失うことにな
る。このエネルギー損失の割合は電子線の加速電
圧が低いほどいちぢるしく大きくなり、省電力形
の低加速電圧陰極線管を製作する上で大きな障害
となつている。 本発明は発光不純物を含有した硫化亜鉛系磁器
発光体を陰極線管の発光スクリーンに用いること
により上述の問題点を解決したものである。すな
わち、現用品とは異なり、硫化亜鉛発光体を一体
の磁器としているので従来の粉末と異なり、表面
が平滑であつて、光反射性導電膜を薄くすること
が可能となり、低加速電圧における発光輝度が大
巾に改善される。また、発光体は緻密な硫化亜鉛
系磁器で構成されているため、発光体内部より生
じた光は、散乱，吸収により失なわれることがほ
とんどない。さらには、光反射膜を含めて発光体
が一体であるため、発光体を作製した後、これを
真空容器内にはめ込めばよく、製造方法を非常に
簡略化することができる。 光反射性導電膜は、先に述べたように、光反射
と帯電防止の二つの役割をもつており、たとえば
通常のアルミニウム蒸着膜において、膜厚100Å
では5000Åの波長の光に対する反射率が約60％で
あり、膜厚200Åでは85％、同じく300Åでは90％
以上である。帯電防止のためにはこの膜厚で十分
であるので、200Å程度の膜厚であれば反射光を
有効に利用できるわけである。ところが、従来の
構造の陰極線管では、アルミニウム反射膜を微視
的には螢光体の粒子から粒子へと空間を張らせる
ために、反射膜自体の機械的強度が要求され、膜
厚が1000Å〜3000Åとかなり厚くなつていた。こ
の膜による電子線エネルギーの損失を無視するこ
とができなくなり、特に10kV以下の低加速電圧
ではスクリーンの輝度と発光効率を著しく低下さ
せていた。たとえば、1500Åの膜厚の場合、電子
線エネルギーの透過率は10kVで7.6％，7.5kVで
62％，5kVで32％である。そのため、5kV以下の
加速電圧の陰極線管ではアルミニウム膜を設けて
いない場合も多いが、これでは螢光膜の後方へ向
かつた光は全く失われていることとなる。本発明
によれば、硫化亜鉛系磁器の平滑な表面に直接ア
ルミニウムなどを被着するため、膜の機械的強度
を必要としないので、薄くすることができる。し
たがつて、同一の加速電圧では輝度が高くなり、
加速電圧の低い電子線も十分透過できる膜厚にす
ることができるのである。たとえば、85％の光反
射率を有する200Åの膜厚の場合、電子線エネル
ギーの透過率は10kVで96％，7.5kVで94％，
5kVで88％，2.5kVで67％であり、低加速電圧で
も電子線のエネルギー損失を少なくし、かつ反射
光を有効に利用することができるものである。し
たがつて、このような特長を利用するためには、
アルミニウムの膜厚を従来よりも薄くすることが
望ましい。具体的には、それを1000Å以下とする
のである。 螢光スクリーンの発光強度は、言うまでもな
く、電子線の強度だけでなく、螢光膜の構造にも
大きく依存する。すなわち、発光強度は螢光膜の
励起効率と光透過率との兼ね合いで考えなければ
ならない。膜厚が薄ければ螢光膜内部での発光が
散乱や吸収をあまり受けずに前方へ放射される
が、励起エネルギーが螢光膜を貫通してしまつて
励起効率が悪くなる。逆に、膜厚が厚いと励起エ
ネルギーの損失はなくなるが、散乱，吸収が大き
くなる。通常は、数μm〜十数μmの粒径の螢光体
を３〜５層不規則に重ねた状態に螢光膜を形成し
てあり、そのときの光透過率は約50％とかなり低
い値になつている。本発明では、発光体を硫化亜
鉛系磁器とすることで隙間のない緻密な多結晶と
なつており、従来の粉末層にみられるような屈折
率の不連続をなくし、発光層の光透過率を大巾に
向上させている。そして、発光層の厚みが十分で
あるため電子線のエネルギー損失が少なく、電子
線を有効に利用することができる。 硫化亜鉛は焼結しにくい物質であるが、従来よ
り、ホツトプレスの手法を用いて緻密な焼結体を
得られることが知られている。本発明における陰
極線管にはこの方法で得られた硫化亜鉛系磁器を
発光スクリーンに用いることが可能である。この
方法では、肉厚の薄い硫化亜鉛系磁器は直接には
得られないので、大型のブロツク状の硫化亜鉛系
磁器をホツトプレスし、薄く切断，研摩すること
となる。一方、発明者らは先に緻密な硫化亜鉛系
磁器の簡単な製造方法を見い出した（特願昭53―
165776号，特開昭55―90466号公報参照，特願昭
54―73423号，特開昭55―167131号公報参照）。 すなわち、硫化亜鉛とアルカリ土類金属または
アルカリ金属を混合し、不活性雰囲気中または硫
化性覆囲気中で熱処理することにより、緻密な硫
化亜鉛磁器が得られる。この硫化亜鉛磁器を発光
体にするには、硫化亜鉛粉末に用いる通常の発光
不純物を添加すればよく、実際には、硫化亜鉛粉
末とアルカリ土類金属もしくはアルカリ金属の少
なくとも一種以上と発光不純物とを均一に含む組
成物をシート成形技術により100〜300μm程度の
膜厚のシートにし、空気中で有機物を飛散させた
後、不活性雰囲気中または硫化性雰囲気中におい
て1000〜1100℃程度の温度で熱処理をして、焼結
と発光不純物の固溶を行なう。こうして得られた
硫化亜鉛磁器発光体は緻密で発光輝度が高く、製
造が簡単なものであるため、本発発明の陰極線管
用の発光スクリーンに最適なものである。発光不
純物としては、必要とする色調に応じて従来より
公知の不純物元素を用いればよい。すなわち、
Ag，Cu，Au，Mn，Tbよりなる付活剤群より少
なくとも一種以上、Al，Ga，In，Cl，Br，Ｉよ
りなる共付活性群より少なくとも一種以上を選択
して用いることにより、高輝度の発光スクリーン
が得られる。 本発明の陰極線管は、このようにして作られた
螢光体をそつくりそのまま陰極線管の前面にはめ
込むだけでよいものであり、従来必要としていた
塗布，有機フイルムの被覆，空気中での加熱処理
等の工程を不要としたものである。 硫化亜鉛磁器は、原料に高純度の粉末を用いる
と、光吸収の少ないものとすることができる。光
透過率は、磁器の厚さと光の散乱吸収に関係する
わけであつて、硫化亜鉛磁器の電子銃側で生じた
発光を60％以上透過するものでなければ、実用上
意味はない。硫化亜鉛磁器の場合、アルカリ金属
又はアルカリ土類金属を添加しシート成形の技術
を用いることで、60〜90％の光透過率を有するも
のが得られる。 また、本発明の発光体に用いる物質としては、
硫化亜鉛のみならず、硫化カドミウムやセレン化
亜鉛等との固溶体においても同様な効果が得られ
るものである。 以下、本発明の詳細について実施例をあげて具
体的に説明する。 実施例 １ 市販の高純度硫化亜鉛粉末に、発光不純物とし
て微量の銅とアルミニウムを、焼結促進剤として
硫化亜鉛に対して1.5原子％の塩化リチウムと1.5
原子％の塩化ナトリウムを添加し、シート成形の
技術を用いて、厚み100μmの生シートを作製し
た。空気中で有機物を飛散させた後、硫化水素雰
囲気中において1050℃で２時間熱処理して硫化亜
鉛磁器発光体を得た。磁器表面に浮き出たリチウ
ムならびにナトリウムの硫化物を水洗した後、こ
の上にアルミニウムを500Åの厚さに蒸着した。
こうして得られた発光体を真空容器にはめ込み、
第１図に示すような構造の陰極線管を作製した。 第１図において、１は硫化亜鉛磁器発光体、２
はアルミニウム膜、３は電子銃、４はこれらを真
空中に保持する真空容器である。 一方、銅とアルミニウムを発光不純物として含
む市販の硫化亜鉛螢光体粉末を使用し、従来の方
法で螢光スクリーンを形成した。アルミニウムを
1500Åの厚みに蒸着して、第２図に示すような陰
極線管を作製した。 第２図において、５は硫化亜鉛粉末発光層であ
り、他は第１図に示した本発明品と同じ構成要素
からなる。 両者の発光輝度を比較した結果を第１表に示
す。

【表】 実施例 ２ 市販の高純度硫化亜鉛粉末と高純度硫化カドミ
ウム粉末とを混合し、発光不純物として微量の
金，銀，アルミニウムを、焼結促進剤として、バ
リウムの量が亜鉛とカドミウムの合計量の0.1原
子％になるように、硝酸バリウムを添加し、シー
ト成形の技術を用いて、厚み150μmの生シートを
作製した。空気中で有機物を飛散させた後、硫化
水素雰囲気中において1100℃で１時間熱処理して
硫化亜鉛カドミウム磁器発光体を得た。磁器を水
洗した後片面にアルミニウムを200Åと1000Åの
厚みに蒸着し、実施例１と同様な陰極線を２種類
作製した。 また、市販の（Zn，Cd）Ｓ：Au，Ag，Alの
螢光体粉末を用いて、アルミニウム膜厚1000Åの
螢光スクリーンを形成して、従来品を作つた。 これらの発光輝度の比較結果を第２表に示す。

【表】 以上説明したように、本発明の陰極線管は、表
面が平滑でち密な硫化亜鉛系磁器発光体を主要な
構成要素としているので、発光輝度が高められ、
低い加速電圧でも高い輝度を得られるものであつ
て、高輝度陰極管，省電力形の低加速電圧陰極線
管等に適したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の陰極線管の構造を示す断面
図、第２図は従来品の構造を示す断面図である。 １……酸化亜鉛磁器、１……硫化亜鉛磁器発光
体、２……アルミニウム膜、３……電子銃、４…
…真空容器、５……硫化亜鉛粉末発光層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光不純物を含有した硫化亜鉛系磁器を発光
   スクリーンに使用してなることを特徴とする陰極
   線管。 ２ 硫化亜鉛磁器にアルカリ金属およびアルカリ
   土類金属のうちの一種以上を含有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。 ３ アルカリ金属としてLi，Na，Ｋ，Rb，およ
   びCsのうちの一種以上を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の陰極線管。 ４ アルカリ土類金類としてMg，Ca，Sr，およ
   びBaのうちの一種以上を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の陰極線管。 ５ 発光不純物として、Ag，Cu，Mn，ならび
   にTbよりなる付活剤群より選択された一種以上
   と、Al，Ga，In，Cl，Br，およびＩよりなる共
   付活剤群より選択された一種以上とを含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線
   管。 ６ 光反射性導電膜を硫化亜鉛磁器発光体の上に
   設けた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。 ７ 光反射性導電膜として膜厚が1000Å以下のア
   ルミニウム膜を使用したことを特徴とする特許請
   求の範囲第６項記載の陰極線管。 ８ 硫化亜鉛系磁器の厚み方向の光透過率が60％
   以上であ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。