JPS6359503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は陰極線管の螢光面に関するものであ
る。

陰極線管の螢光面の映像コントラストを増大せ
しめる有用な手段として螢光面のフエースプレー
ト・ガラスの光透過率を下げる事が行われる。こ
の原理について第１図により詳しく説明する。

第１図はカラー陰極線管の螢光面の断面モデル
である。１はフエースプレートガラスでありその
内面には赤（Ｒ），緑(G)，青(B)の３色螢光体素子
群２が設けられている。今、この様に構成された
カラー陰極線管のフエースプレートガラス１に入
射する外来光の強さを（E₀）、螢光面で反射され
た後再びフエースプレートガラス１の外部へ出て
来た反射光の強さを（E₁）、フエースプレートガ
ラス１の光透過率を（Tf）、赤（Ｒ）緑(G)青(B)の
３色螢光体素子群２の反射率を（Rp）、螢光体素
子群の発光の強さを（F₀）、フエースプレートガ
ラス１の外部に出て来る螢光面出力を（F₁）と
すると E₁＝E₀・Rp・Tf² ……（） F₁＝F₀・Tf ……（） となる。又コントラスト(C)は Ｃ＝E₁＋F₁／E₁ ……（） と定義出来るので（）へ（）（）を代入す
ると Ｃ＝１＋F₀／E₀・Rp・Tf ……（） となる。厳密に言うならばフエースプレートガラ
ス１の表面での外来光の反射、フエースプレート
ガラス１内での多重反射、散乱電子によるハレー
シヨン等の影響によるフアクターも導入されねば
ならないが、ここではこれらの影響は十分小さい
として無視した。陰極線管の映像のコントラスト
を向上させるにはフエースプレートガラス１の光
透過率（Tf）を下げれば良い事は（）式によ
り明らかである。従来より陰極線管用のフエース
プレートガラス１として使用されるガラスは一般
に可視域の光透過率が75％以上のクリアーガラ
ス、60〜75％のグレイガラス、60％以下のテイン
トガラスとして区別されており第２図ａはクリア
ーガラス、ｅはグレイガラス、ｃはテイントガラ
スの各々代表的な分光透過率曲線をカラー陰極線
管の赤（Ｒ）緑(G)青(B)の３色螢光体素子の発光ス
ペクトルと合わせて示すものである。

一方、この第２図及び（）式を見ても明らか
な如く螢光面の光出力即ち螢光面の輝度はコント
ラストとは逆にフエースプレートガラス１の光透
過率（Tf）が低くなればなるほど低くなつてし
まう。即ち映像のコントラスト性能と輝度性能は
フエースプレートガラス１の光透過率（Tf）で
見る限りは両立し難いものであり、どちらの性能
をより重視するかによりフエースプレートガラス
１の種類の選択が行われていた。

この様な輝度性能とコントラスト性能に関する
ジレンマを解消し両性能共に向上させる手段とし
て第２図で示した如く従来可視域でほぼフラツト
な光透過性を有するフエースプレートガラスにか
えて螢光面の３色螢光体素子の各々の発光スペク
トルの谷間の波長域即ち発光エネルギーの少い領
域に於て選択的にフエースプレートガラス１に光
吸収性を待たせる事が提案されている。第３図は
この様な目的にほぼ叶うものとして提案されてい
るフエースプレートガラス１の分光透過率曲線を
示すものであり従来のクリアーガラスにほぼ類似
した組成を有するガラス素材に酸化ネオジウム
（Nd₂O₃）を0.5重量％添加して形成したものであ
る。（以下ネオジウム入りガラスと称す。） このネオジウム入りガラスは酸化ネオジウム
（Nd₂O₃）の固有の特性により約580nmにピーク
を有する、急峻な主吸収帯と約530nmにピークを
有する副吸収帯とを有する。これらの吸収帯は非
常に急峻である為これらの吸収帯以外の部分では
ネオジウム入りガラスはほぼ従来のクリアーガラ
スなみの高い光透過率を有するにもかかわらず可
視域全体の平均的な光透過率はほぼグレイガラス
相当となり螢光面の輝度特性を損う事なく映像コ
ントラストの改善に寄与するものである。

第４図はこの様なネオジウム入りガラスの分光
透過率曲線ｄを従来のクリアーガラスの分光透過
率曲線ａとを合わせて示すものである。（カラー
陰極線管の赤（Ｒ）青(B)緑(G)の３色螢光体素子の
発光スペクトルも同時に示している。） この様なネオジウム入りガラスをフエースプレ
ートガラスとして使用した場合螢光面の輝度・コ
ントラスト特性は前述した如く大巾に改善される
が螢光面の体色が従来の陰極線管と大きく異なり
外観上観視者に違和観を生じやすい欠点がある。
この螢光面の体色について第５図により更に詳し
く説明する。第５図ABCの各点はテレビジヨン
セツトを家庭等で観視する場合の代表的な種類の
白色外来光の色度点をCIE色度図上にプロツトし
たものでありＡ点は標準光源であるＡ光源の色度
点であり家庭で使用する白熱灯の光の色度点にほ
ぼ近い値を示す。Ｂ点は家庭で使用する白色螢光
灯の光の色度点の一例を示す。Ｃ点は標準光源で
あるＣ光源の色度点であり平均昼光色を示すもの
である。螢光面の螢光体素子群２の分光反射率が
可視光領域でほぼフラツトで且つフエースプレー
トガラス１の分光透過率が従来のクリアーガラス
等の様に可視光領域でほぼフラツトな分布を有す
る場合螢光面で反射されて出て来る反射外来光の
色度点即ち螢光面の体色はこれら外来光の色度点
にほぼ近い値を示す。一方ネオジウム入りガラス
を螢光面のフエースプレートガラスとして使用す
る場合にはフエースプレートガラスの分光透過率
が可視光領域でフラツトではなく前述した如く複
雑な起伏を有する為螢光面で反射されて出て来る
反射外来光の色度点即ち螢光面の体色はこれら白
色来外光の色度点とは相違して来る。即ち第５図
のＡ光源（Ａ点）の場合について説明すると、外
来光がＡ光源による光の場合には螢光面へ入射し
た外来光は螢光体素子群２では可視光領域でほぼ
フラツトな反射が行われるもののネオジウム入り
ガラスの580nmの主吸収帯に於ける急峻な吸収と
530nmの副吸収帯に於ける吸収とによりの反射外
来光の波長成分が元々の入射外来光のそれとは異
なつて来る。これらの影響を色度図上で見ると
580nmの主吸収帯により外来光の中のこの波長成
分の光が減少し、色度点は580nmの単色色度点
（馬蹄型上のＱ点）とＡ光源の色度点Ａを結ぶ線
分β上を580nmの単色々度点Ｑから遠ざかる様に
影響を受ける（これをベクトルa₂で示す）。同様
に530nmの副吸収帯により外来光の中の波長成分
の光が減少し反射外来光の色度点は530nmの単
色々度点（馬蹄型上のＲ点）とＡ光源の色度点Ａ
を結ぶ線分α上を530nmの単色々度点Ｒから遠ざ
かる様な影響を受ける。（これをベクトルa₁で示
す。）従つてこれらa₁及びa₂の２つのベクトルを
合成したベクトルa₃方向へ反射外来光の色度点即
ち螢光面の体色は移動する。又主吸収帯の吸収は
副吸収帯の吸収に比べて非常に大きいのでベクト
ルa₂の絶対値はベクトルa₁の絶対値に比べて十分
大きくなる。白色螢光灯（Ｂ点）及びＣ光源（Ｃ
点）の場合も同様に反射外来光の色度点即ち螢光
面の体色は各々ベクトルb₃及びc₃方向へ移動す
る。この場合も同様に主吸収帯と副吸収帯の吸収
の大きさの違いによりベクトルb₂及びc₂の絶対値
はベクトルb₁及びc₁の絶対値に比べて十分大きく
なる。以上述べた如くネオジウム入りガラスを螢
光面のフエースプレートガラスとして使用した場
合螢光面の体色が白色外来光の色調からずれてし
まい不安点なものとなり螢光面の外観上好ましく
ない。

この発明はこの様なネオジウム入りガラスをカ
ラー陰極線管のフエースプレートガラスとして使
用する場合に必然的に生じて来る螢光面の体色の
不安定化の問題に鑑みなされたものであり、ネオ
ジウム入りガラスをフエースプレートガラスとし
て使用しても螢光面の体色が安定しているカラー
陰極線管を提供するものである。

以下第５図〜第１３図によりこの発明の実施例
について説明する。先ず前述した第５図によりこ
の発明の原理を説明する。前述した如くネオジウ
ム入りガラスを螢光面のフエースプレートガラス
として使用すると580nmの主吸収帯によつて生じ
る色度図上のベクトル（a₂，b₂，c₂）と530nmの
副吸収帯によつて生じるベクトル（a₁，b₁，c₁）
とにより螢光面の体色が変化するのであるがベク
トル（a₁，b₁，c₁）の大きさは（a₂，b₂，c₂）の
大きさに比べて十分小さい。従つて本発明ではこ
のベクトル（a₂，b₂，c₂）に着目して螢光面の体
色の安定化を計ろうとするものである。この様な
ベクトル（a₂，b₂，c₂）の影響を無くすにはこれ
らのベクトルの逆ベクトル即ち（―a₂，―b₂，―
c₂）を生じさせるとよいことは明らかである。こ
の逆ベクトヲの発生方法についてＡ光源の色度点
Ａの場合について説明する。580nmの主吸収帯の
単色色度点ＱとＡ光源の色度点Ａとを結ぶ線分β
が再び馬蹄型曲線と交わる点（Qa点）は約
470nmの単色色度点であるが、今何らかの方法に
より反射外来光の波長成分の中でこの約470nmの
波長成分の光を適当量減じれば色度点は約470nm
の単色色度点QaとＡ光源の色度点(A)を結ぶ線分
β上を単色色度点Qaから遠ざかる影響を受け−
a₂のベクトルが生じる事は明らかである。他の種
類の白色外来光の場合もこの線分εδの馬蹄型曲線
との交点Qb，Qcは480nm近辺に位置し反射来外
光中のこれらの波長成分の光を適当量減じれば−
b₂及び−c₂のベクトルを生じる事が出来る。即ち
ネオジウム入りガラスを螢光面のフエースプレー
トガラスとして使用する場合には反射外来光中の
470〜480nmの波長成分の光を適当量減じれば螢
光面の体色の変化をほとんど無くす事が可能であ
る。

反射外来光中の470〜480nmの波長成分の光を
減じる方法としては３色螢光体素子群２の分光反
射率を470〜480nmの波長帯に於いて減衰させれ
ば良い事は明らかである。

本発明者はその発光スペクトル上カラー陰極線
管の螢光面の３色螢光体素子として使用可能な
種々の螢光体についてネオジウム入りガラスのフ
エースプレートガラスと組み合わせた場合のその
螢光面の体色の安定性について検討した結果３色
螢光体素子群２の内緑(G)色発光螢光体素子として
銅，金付活，アルミニウム共付活硫化亜鉛
（ZnS：Cu，Au，Al）螢光体を使用すればより
体色の安定した螢光面を得られる事を見い出し
た。以下第６図〜第１３図についてこの発明を更
に詳しく説明する。第６図は好ましくない３色螢
光体素子群２の組み合わせの場合のその分光反射
特性について示すものである。即ち、３色螢光体
素子群２の内緑(G)色発光螢光体素子としてテルビ
ユウム付活酸硫化ガドリニウム（Gd₂O₂S：Tb）
螢光体を青(B)色発光螢光体素子として銀付活硫化
亜鉛（ZnS：Ag）螢光体を又赤（Ｒ）色発光螢
光体素子としてユーロピユーム付活酸硫化イツト
リウム（Y₂O₂S：Eu）螢光体を使用した場合の
各々の螢光体の分光反射特性とこれらの螢光体に
より３色螢光体素子群２を形成した場合の３色螢
光体素子群２の分光反射特性を示すものであり、
図中イはGd₂O₂S：Tb螢光体、ロはZnS：Ag螢
光体、ハはY₂O₂S：Eu螢光体、ニはこれら３色
螢光体が総合された３色螢光体素子群２の各々分
光反射率曲線である。これらの螢光体の組み合わ
せの場合３色螢光体素子群２の分光反射曲線ニは
470〜480nmの波長帯でほとんど減衰を示さない
為前述した理由により螢光面の体色上好ましくな
いものである。第７図は好ましく３色螢光体素子
群２の組み合わせの場合のその分光反射特性につ
いて示すものである。この場合は青(B)色及び赤
（Ｒ）色発光螢光体は第６図により示した螢光体
即ち各々ZnS：Ag螢光体及びY₂O₂S：Eu螢光体
と同じであるが緑(G)色発光螢光体としてZnS：
Cu，Au，Al螢光体を使用しており図中ホはこの
螢光体の光反射率曲線を示すものである。この場
合の総合された３色螢光体素子群２の分光反射率
曲線は図中ヘの如くになり470〜480nmの波長帯
で減衰を示すのでネオジウム入りガラスのフエー
ス・プレートガラスと組み合わせた場合の螢光面
の体色上好ましいものである。これは３色螢光体
素子群２の内緑(G)色発光螢光体として使用した
ZnS：Cu，Au，Al螢光体の分光反射率曲線ホが
図の如く可視光領域の短波長側で大きく減衰して
いる為である。又、このZnS：Cu，Au，Al螢光
体の分光反射率の可視光領域短波長側での減衰は
この螢光体の付活剤である金（Au）の量に大き
く依存する。分光反射率曲線ホで示したZnS：
Cu，Au，Al螢光体の場合は母体である硫化亜鉛
（ZnS）１ｇに対して金（Au）の付活剤を約２×
10^-4ｇ付活したものであり金（Au）の付活剤濃
度が増大するほど螢光体の分光反射率の可視光領
域短波長側の減衰は大きくなる。第８図は緑(G)色
発光螢光体として使用したZnS：Cu，Au，Alの
金（Au）の付活剤濃度を更に増大させた場合の
例であり青(B)色及び赤（Ｒ）色発光螢光体につい
ては各々第６図及び第７図と同じZnS：Ag螢光
体及びY₂O₂S：Eu螢光体である。この場合の金
（Au）の付活剤は母体である硫化亜鉛１ｇに対し
て約1.5×10^-3ｇ付活したものである。この場合
のZnS：Cu，Au，Al螢光体の分光反射率曲線は
図中トの如くであり第７図ホの場合よりも可視光
領域の短波長側での減衰が更に大きくなる。この
結果として総合された３色螢光体素子群２の分光
反射率曲線は図中チの如くになり第７図ヘの場合
よりも可視光領域短波長側での減衰が増大する。

以上述べた様な３色螢光体素子群２の組み合わ
せを従来のクリアーガラス及びネオジウム入りガ
ラスのフエースプレートガラス内面に形成した場
合の螢光面の体色を白色外来光がＡ光源からの光
の場合についてCIE色度図上にプロツトしたもの
が第９図である。図中Ａは、Ａ光源の光の色度点
である。Ｐは従来のクリアーガラスのフエースプ
レートガラス１内面にGd₂O₂S：Tb緑(G)色発光螢
光体、ZnS：Ag青(B)色発光螢光体及びY₂O₂S：
Eu赤（Ｒ）色発光螢光体の組み合わせから成り
第６図ニで示した様に可視光領域でほぼフラツト
な分光反射率を有する３色螢光体素子群２を形成
した場合の螢光面からの反射外来光の色度点即ち
螢光面の体色を示す。ＡとＰに若干ズレを生じる
のは第２図ａで示した如くクリアーガラスの分光
透過率が現実には可視光領域で完全にフラツトで
はなく少し凹凸を有することと３色螢光体素子群
２の分光反射率を少し凹凸を有する為である。一
方ネオジウム入りガラスのフエースプレートガラ
ス１の内面に前記第６図の好ましくない３色螢光
体素子群２の組み合わせ例で述べたGd₂O₂S：Tb
緑(G)色発光螢光体、ZnS：Ag青(B)色発光螢光体
及びY₂O₂S：Eu赤（Ｒ）色発光螢光体の組み合
わせから成る３色螢光体素子群２を形成した場合
の螢光面からの反射外来光の色度点即ち螢光面の
体色の色度点を示すのがＥ点である。この場合螢
光面の体色が白色外来光即ちＡ光源の色度点Ａか
ら大巾にズレてしまい不安点な色調となり螢光面
の外観上好ましくない。Ｆ点は前記第７図の好ま
しい３色螢光体素子群２の組み合わせ例で述べた
ZnS：Cu，Au，Al緑(G)色発光螢光体、ZnS：Ag
青(B)色発光螢光体及びY₂O₂S：Eu赤（Ｒ）色発
光螢光体の組み合わせから成る３色螢光体素子群
２をネオジウム入りガラスのフエースプレートガ
ラス１の内面に形成した場合の螢光面の体色を示
し、前述した如く反射外来光中の470〜480nmの
波長帯の光の成分が減じられＡ光線の色度点Ａか
らのズレがＥ点の場合よりも大巾に小さくなつて
いる。Ｇ点は第８図で説明した如く緑(G)色発光螢
光体として更に金（Au）の付活剤濃度を増大さ
せたZnS：Cu，Au，Al螢光体を３色螢光体素子
群２に適用した場合の螢光面の体色を示しＡ光源
の色度点Ａからのズレは前記Ｆ点よりも更に小さ
くなる。

ZnS：Cu，Au，Al螢光体の金（Au）付活剤の
量のネオジウム入りガラスのフエースプレートガ
ラスを使用した螢光面の体色の安定性への寄与の
点から言えば母体の硫化亜鉛１ｇに対して付活剤
の金（Au）を５×10^-5ｇ以上にする事が望まし
い。より好ましくは付活剤の銅（Cu）を４×
10^-4ｇ以上にすれば螢光面の体色の安定性は更に
大巾に高まる。

第１０図〜第１３図は最近螢光面のコントラス
トを向上させる目的で最近広く使用される様にな
つて来た青色顔料付銀付活硫化亜鉛（青色顔料付
ZnS：Ag）螢光体を青色発光螢光体として又赤
色顔料付ユーロピユーム付活酸硫化イツトリウム
（赤色顔料付Y₂O₂S：Eu）螢光体を赤色発光螢光
体として使用しこれらと前述した各種緑(G)色発光
螢光体を組み合わせた時の３色螢光体素子群２の
分光反射率（第１０図〜第１２図）及びこれらの
３色螢光体素子群２を従来のクリアーガラス及び
ネオジウム入りガラスのフエースプレートガラス
１内面に形成した場合の螢光面の体色を白色外来
光がＡ光源からの光の場合についてClE色度点上
にプロツトしたもの（第１３図）を前記第６図〜
第９図と同様に示すものである。図中リは青色顔
料付ZnS：Ag螢光体の分光反射率曲線、ヌは赤
色顔料付Y₂O₂S：Eu螢光体の分光反射率曲線で
あり、これらの螢光体と前記Gd₂O₂S：Tb螢光体
とを組み合わせた３色螢光体素子群２の分光反射
率曲線は第１０図ルの如く、470〜480nmの波長
帯でほとんど減衰を示さないが、ZnS：Cu，Au，
Al螢光体と組み合わせた場合は第１１図ヲの如
く470〜480nmの波長帯で減衰を生ずる。又、前
記と同様金（Au）付活剤濃度を増大させた
ZnS：Cu，Au，Al螢光体とこれら螢光体を組み
合わせた場合は第１２図ワの如く３色螢光体素子
群２の470480nmの波長帯に於ける分光反射率が
更に減衰を生じる。これらの組み合わせの３色螢
光体素子群２を従来のクリアーガラス及びネオジ
ウム入りガラスのフエースプレートガラス１の内
面に形成した場合の螢光面の体色を白色外来光が
Ａ光源からの光の場合についてCIE色度図上に示
したものが第１３図でありＡはＡ光源の色度点、
ＨはGd₂O₂S：Tb螢光体、青色顔料付ZnS：Ag
螢光体及び赤色顔料付Y₂O₂S：Eu螢光体の組み
合わせから成る３色螢光体素子群２を従来のクリ
アーガラスのフエースプレートガラス１の内面に
形成した場合の螢光面からの反射外来光の色度
点、即ち螢光面の体色の色度点、ＩはGd₂O₂S：
Tb螢光体、青色顔料付ZnS：Ag螢光体及び赤色
顔料付Y₂O₂S：Eu螢光体の組み合わせから成る
３色螢光体素子群２をネオジウム入りガラスのフ
エースプレートガラス１内面に形成した場合の螢
光面からの反射外来光の色度点、即ち螢光面の体
色の色度点、ＪはZnS：Cu，Au，Al螢光体、青
色顔料付ZnS：Ag螢光体及び赤色顔料付
Y₂O₂S：Eu螢光体の組み合わせから成る３色螢
光体素子群２をネオジウム入りガラスのフエース
プレートガラス１内面に形成した場合の螢光面か
らの反射外来光の色度点即ち螢光面の体色の色度
点、Ｋは金（Au）付活剤濃度を増大させた
ZnS：Cu，Au，Al螢光体、青色顔料付ZnS：Ag
螢光体及び赤色顔料付Y₂O₂S：Eu螢光体の組み
合わせから成る３色螢光体素子群２をネオジウム
入りガラスのフエースプレートガラス１内面に形
成した場合の螢光面からの反射外来光の色度点即
ち螢光面の体色の色度点である。これらの色度点
を見ても明らかな如く、顔料付の青(B)色発光螢光
体及び赤（Ｒ）色発光螢光体を使用する時も
ZnS：Cu，Au，Al螢光体を組み合わせれば前述
した如く反射外来光中の470〜480nmの波長帯の
光の成分が減じられネオジウム入りガラスのフエ
ースプレートガラス１と組み合わせた時に生じる
体色の不安定さが大巾に改善される。即ち体色の
色度点がＩからＪへ復帰する。又ZnS：Cu，Au，
Al螢光体の金（Au）付活剤濃度を増大させれば
反射外来光中の470〜480nmの波長帯の光の成分
は更に減じられ螢光面の体色の安定性は更に増大
する。即ち体色の色度点がＫまで復帰する。

以上は白色外来光の光源がＡ光源の場合につい
て述べたが白色螢光灯やＣ光源による白色外来光
の場合も同様に緑(G)色発光螢光体としてZnS：
Cu，Au，Al螢光体を使用する事により反射外来
光中の470〜480nmの波長帯の光の成分が減じら
れ同様の効率を得る事が出来る。

又最近螢光面のコントラストを上げる目的で螢
光面の３色螢光体素子の間に光吸収層を設けたブ
ラリツクマトリツクス型螢光面が一般に使用され
る様になつて来たが本発明はこの様な螢光面にも
同様に適用する事が出来る。

以上の様に本発明によればネオジウム入りガラ
スをフエースプレートガラスとして使用した場合
の螢光面の体色の不安定化の問題が、緑(G)色発光
螢光体としてZnS：Cu，Au，Al螢光体を使用し
た３色螢光体素子群の組み合わせにより改善され
十分安定した落ち着いた体色を有する螢光面が得
られるコントラスト・輝度特性の改善とも合わせ
て非常に高品位の陰極線管を供する事が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は陰極線管の螢光面の断面モデルを示す
図、第２図は各種ガラスの代表的な分光透過率曲
線を示す図、第３図はネオジウム入りガラスの分
光透過率曲線を示す図、第４図はネオジウム入り
ガラスとクリアーガラスの分光透過率曲線を示す
図、第５図はCIE色度図上の白色外来光の色度点
を示す図、第６図〜第８図は各種螢光体の組み合
わせによる３色螢光体素子群等の分光反射特性を
示す図、第９図はCIE色度図上に各種螢光面の体
色の色度点をプロツトした図、第１０図〜第１２
図は各種螢光体の組み合わせによる３色螢光体素
子群等分光反射特性を示す図、第１３図はCIE色
度図上に各種螢光面の体色の色度点をプロツトし
た図である。 図中、１はフエースプレートガラス、２は赤
（Ｒ）緑(G)青(B)の３色螢光体素子群である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化ネオジウム（Nd₂O₃）を含有して成るフ
   エースプレートガラスと該フエースプレートガラ
   スの内面に設けられた複数色の螢光面が構成され
   ると共に該螢光面の緑色発光螢光体素子として銅
   及び金付活、アルミニウム共付活硫化亜鉛
   （ZnS：Cu，Au，Al）螢光体を使用した事を特
   徴とする陰極線管。 ２ 付活剤である金（Au）の量を母体である硫
   化亜鉛（ZnS）１ｇに対して４×10^-4ｇ以上とな
   した事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   陰極線管。