JP2551242B2 - 光選択吸収膜付カラー陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フェース・プレート
の表面に形成されている光選択吸収膜を備えた光選択吸
収膜付カラー陰極線管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のカラー陰極線管の大型化および輝
度性能やフォーカス性能の改善にともない、陰極線管の
蛍光面に印加する電圧、すなわち電子ビームの加速電圧
が高くなってきている。たとえば、２１型クラスの従来
のカラー陰極線管では蛍光面に印加する電圧は２５〜２
７ＫＶ程度であったが、最近の３０型以上のカラー陰極
線管では３０〜３４ＫＶもの電圧が印加される。そのた
め、とくにテレビジョンセットの電源のＯＮ−ＯＦＦ時
にカラー陰極線管のフェース・プレート部の外表面がチ
ャージアップし、フェース・プレート部の外表面に空気
中の細かいゴミが付着して、汚れが目立ちやすくなり、
結果としてカラー陰極線管の輝度性能を劣化させる原因
になっている。また、チャージアップしたフェース・プ
レート部の外表面に観視者が近づいたときに放電現象が
起こり、観視者に不快感を与える不都合もある。

【０００３】図６は電源ＯＮ，ＯＦＦ時の陰極線管のフ
ェース・プレート部の表面電位の変化を示すグラフで、
図中の特性曲線Ｌは電源ＯＮ時の表面電位の変化特性で
あり、またＬ１は電源ＯＦＦ時の表面電位の変化特性で
ある。

【０００４】このような陰極線管のフェース・プレート
部の外表面のチャージアップ現象をなくするために、フ
ェース・プレート部の外表面に平滑な透明導電膜を形成
し、チャージをアースへ逃がすようにした帯電防止処理
型陰極線管が近年使用されるようになってきた。

【０００５】図５はこの帯電防止処理型陰極線管の帯電
防止機構を説明するための図で、６は電子銃（図示を省
略）を内蔵しているネック部、７は偏向ヨーク、１３は
ファンネル部、４はフェース・プレート部、５は高圧ボ
タンで、偏向ヨーク７はリード線７ａを介して偏向電源
に、電子銃はリード線６ａを介して駆動電源に、また高
圧ボタン５はリード線５ａを介して高圧電源にそれぞれ
接続されている。

【０００６】上記構成の陰極線管において、ネック部６
に内蔵した電子銃から発射された電子線を偏向ヨーク７
によって電磁的に偏向するとともに、高圧ボタン５を介
してフェース・プレート部４の内面に設けられた蛍光面
に高圧を印加して電子線を加速し、そのエネルギーによ
って蛍光面を励起発光させて光出力を取り出す。

【０００７】このフェース・プレート部４の内面の蛍光
面に印加する高圧の影響で、上述したように、フェース
・プレート部４の外表面がチャージアップするため、ゴ
ミの付着などの弊害が生じる。そこで、このような弊害
をなくする対策として、図５に示すように、フェース・
プレート部４の外表面に平滑な透明導電膜１を形成し、
この透明導電膜１をアースに落とすことにより、チャー
ジを常にアースへ逃がしてチャージアップを防ぐ構成と
したのが帯電防止処理型陰極線管３である。

【０００８】この帯電防止処理型陰極線管３は、フェー
ス・プレート４の側壁部に巻き付けた金属製防爆バンド
８と透明導電膜１との間を導電性テープ１２で導通さ
せ、金属製防爆バンド８の取り付け耳９に掛け止められ
たアース線１０を介してアース１０Ａに落とすように構
成されている。

【０００９】図６中に破線で示した特性曲線ＭおよびＭ
１は、帯電防止処理型陰極線管３の電源ＯＮ−ＯＦＦ時
のフェース・プレート部の外表面の電位変化特性を示す
図で、従来のものより大幅にチャージアップが小さくな
っていることがわかる。フェース・プレート４の表面に
形成する平滑な透明導電膜１には、ある程度の硬さと接
着性を要求されるので、一般にシリカ（Ｓi Ｏ₂ ）系の
膜を形成している。

【００１０】このシリカ系の平滑な透明導電膜１を形成
する方法の一例としては、官能基として−ＯＨ基、−Ｏ
Ｒ基などを有するシリコン（Ｓｉ）アルコキシドのアル
コール溶液を陰極線管のフェース・プレート部４の外表
面にスピンコート法などで均一かつ平滑に塗布したの
ち、比較的低温、たとえば１００°Ｃ以下で焼き付け処
理をおこなう方法がとられており、このような方法で形
成された平滑な透明導電膜１１は、多孔質であるととも
にシラノール基（≡Ｓｉ−ＯＨ）を有しているので、空
気中の水分を吸着して表面抵抗を下げることができる。

【００１１】しかしながら、このような従来の透明導電
膜１は、高温で焼き付け処理をおこなうと、シラノール
基の−ＯＨが無くなるうえ、多孔質中に取り込んでいる
水分も無くなるので表面抵抗値が大きくなり所定どおり
の導電性が得られなくなる。このため、低温焼き付けが
必須となり、膜の強度はあまり強くない。また、乾燥し
た環境下で長く使用すると、多孔質中の水分がぬけて表
面抵抗値が経時的に大きくなるとともにこの多孔質中か
らいったん水分がぬけると、ふたたび入り込むのが困難
であるため回復しない。このように、従来の透明導電膜
１は、膜強度および抵抗値の経時的な安定度の面で大き
な欠点があった。

【００１２】このような欠点を改善するために、塗液中
のアルコキシド構造にジルコニウム（Ｚr ）などの金属
原子を結合させて導電性を付与することも行われたが、
大幅な改善を期待することはできなかった。

【００１３】これらの問題点を根本的に解決できる方法
として、上記シリコンアルコキシドのアルコール溶液中
に導電性フィラーとして酸化スズ（Ｓn Ｏ₂ ）や酸化イ
ンジウム（Ｉn₂Ｏ₃ ）の微粒子を混合分散させるととも
に、半導体的性質を付与するために微量のリン（ｐ）ま
たはアンチモン（Ｓb ）を加えた塗液を陰極線管のフェ
ース・プレート部４の外表面に均一かつ平滑に塗布し、
比較的高い温度たとえば１００°Ｃ〜２００°Ｃで焼き
付け処理を行う方法がある。この方法によれば、膜強度
が強く、かつ、どのような環境下でも抵抗値が経時的に
変化しない平滑な透明導電膜１が得られる。

【００１４】従来このような方法によってカラー陰極線
管の帯電防止処理が行われていたが、最近のカラーテレ
ビジョン受像機の高画質化への強い要求とともに、この
透明導電膜１を着色してカラー陰極線管のコントラスト
や発光色調の改善をも合わせて行う方法が実用化され始
めた。

【００１５】すなわち従来の透明導電膜１を得るための
塗液をベース塗料として、この中に有機系または無機系
の染料を混合して着色した光選択吸収塗液を作り従来例
と同様のスピン・コート法等によりカラー陰極線管のフ
ェース・プレート外面に塗布・成膜して帯電防止機能を
持った光選択吸収膜付カラー陰極線管を形成するもので
ある。

【００１６】図７はこの帯電防止処理型光選択吸収膜付
カラー陰極線管１１の構成を示す図で、帯電防止処理型
光選択吸収膜２以外は、図５に示した従来の帯電防止処
理型陰極線管３と同じである。

【００１７】図４はこの従来の帯電防止処理型光選択吸
収膜２の光学特性を説明するための図で、図中の特性曲
線Ｂは、カラー陰極線管の蛍光面の青色発光の硫化物系
蛍光体たとえば銀付活硫化亜鉛蛍光体（Ｚn Ｓ：Ａg ）
の相対発光強度のスペクトル分布特性を示し、約４５０
ｎｍに主スペクトル波長を有する。また、特性曲線Ｇ
は、緑色発光の硫化物系蛍光体たとえば金，銅，アルミ
ニウム共付活硫化亜鉛蛍光体（Ｚn Ｓ：Ａu ，Ｃu ，Ａ
l）の相対発光強度のスペクトル分布特性を示し、約５
３５ｎｍに主スペクトル波長を有する。同様に特性曲線
Ｒは赤色発光の希土類系蛍光体たとえばユーロピューム
付活酸硫化イットリウム蛍光体（Ｙ₂ Ｏ₂Ｓ：Ｅu）の相
対発光強度のスペクトル分布特性を示し、約６２６ｎｍ
に主スペクトル波長を有する。また、特性曲線IIおよび
III は、カラー陰極線管の蛍光面が形成されているフェ
ース・プレート４の分光透過率分布を示すもので特性曲
線IIは可視光領域の分光透過率が約８５％のクリア・タ
イプ，特性曲線III は５０％のテイント・タイプのフェ
ース・プレート４の分光透過率分布をそれぞれ示してい
る。

【００１８】フェース・プレート４の分光透過率は、低
いほどカラー陰極線管の蛍光面の輝度性能上は不利にな
る。これはＢ，Ｇ，Ｒの蛍光面の相対発光強度のスペク
トル分布との関係より明らかである。しかし、カラー陰
極線管の蛍光面に入射する外光が有効に除去できるの
で、コントラスト性能上は有利となる。このため最近の
カラー・テレビジョン受像機では画質重視の観点からテ
イント・タイプのフェース・プレート４が多く使用され
ている。

【００１９】図中の特性曲線Ｉはコントラスト性能をあ
げるために設けられた帯電防止処理型光選択吸収膜２の
分光透過率分布特性の一例を示しており、Ｇ，Ｒの相対
発光強度のスペクトル分布の主スペクトル波長間５３５
ｎｍ〜６２６ｎｍの内、この主スペクトル波長に近い部
分にこの帯電防止処理型光選択吸収膜２の吸収ピークＡ
があるとカラー陰極線管の蛍光面の輝度性能上不利とな
るため、この吸収帯の半値幅等も考慮して通常５７０ｎ
ｍ〜６１０ｎｍの範囲に吸収帯の吸収ピークＡが置かれ
ている。これは、この範囲の波長の光は人間の目の視感
度の比較的高い領域と一致するので、外光（白色光）成
分のうち、この領域内の光が吸収，除去されるとコント
ラスト性能上好ましいからである。

【００２０】すなわち、従来の帯電防止処理型光選択吸
収膜付カラー陰極線管１１の帯電防止処理型光選択吸収
膜２の光学特性は、人間の目の視感度が割合に高く、ま
た蛍光面から放射される光束にできるだけ影響の少ない
５７０ｎｍ〜６１０ｎｍの範囲に吸収帯の吸収ピークＡ
を置き、蛍光面の輝度性能を維持しつつ外光を有効に吸
収してコントラスト性能の向上をはかるように構成され
ている。このような光学特性を持った有機系または無機
系の染料の選定が非常に重要であり、特性曲線I は、５
８０ｎｍに吸収帯の吸収ピークＡをもたせた例である。

【００２１】このような帯電防止処理型光選択吸収膜付
カラー陰極線管１１では、ベース塗料に混合する有機系
や無機系の染料の光学的な光吸収特性が比較的ブロード
であるため蛍光面の発光のうちたとえば緑色発光では主
スペクトル波長の長波長側のテール部が、また赤色発光
では主スペクトル波長の短波長側のサブピーク部がこの
光選択吸収膜によって吸収させることによって発光色調
の改善も同時に行うこともできる。

【００２２】図８はこのようにしてフェース・プレート
部４の表面上に形成された帯電防止処理型光選択吸収膜
２の断面図で、この帯電防止処理型光選択吸収膜２は多
孔質のシリカ（Ｓi Ｏ₂ ）系の膜１４中に染料粒子また
は分子１３が分散されたような形で形成されている。こ
の染料粒子または分子１３については、耐候性について
大きな問題点があり、特に有機系の染料を用いた場合に
は紫外線による退色が非常に大きい。

【００２３】これは、元来、染料は、布地等の繊維を構
成するタンパク質やセルロースと化学結合して安定化す
るものであるのに対し、多孔質のシリカ( ＳｉＯ₂)系の
膜１４中に分散されている従来例の場合には、化学結合
する相手がなく、染料粒子または分子として単独で存在
するため不安定であるうえ、この染料粒子または分子が
分散している多孔質のシリカ( ＳｉＯ₂)系の膜１４が強
い酸性状態であるため、紫外線のエネルギによって分解
・変質が起こり、退色が生じやすくなるからであって、
この多孔質のシリカ( ＳｉＯ₂)系の膜１４が強い酸性を
示すのは、安定した成膜を行なうために、光選択吸収塗
液そのものが塩酸（ＨＣｌ）等によって強い酸性（ＰＨ
約２. ３）に調整されているためである。

【００２４】すなわち、光選択吸収塗液のベース塗料で
あるシリコン（Ｓｉ）アルコキシドのアルコール溶液
は、成膜の過程で化１に示した化学反応式のように、た
とえばａに示すエチルシリケートを出発点としてｂ，ｃ
のように加水分解反応および加熱による脱水反応を行い
ながら多孔質のシリカ( ＳｉＯ₂)系の膜１４へと変化し
ていくが、これらの各反応を促進するための触媒として
塩酸（ＨＣｌ）が添加されるので、塗液およびそれから
成膜された塗膜は強い酸性を示すわけである。

【００２５】

【化１】

【００２６】一般の家庭では、カラー・テレビジョン受
像機は、ほとんどの場合が室内で使用されるので、周囲
から受ける紫外線の強さはあまり強くはない。しかし、
窓の近くに長期間カラー・テレビジョン受像機が設置さ
れた場合等には、帯電防止処理型光選択吸収膜２の染料
が太陽光中の紫外線によって退色することがある。

【００２７】図３はこのような帯電防止処理型光選択吸
収膜２の紫外線に対する耐侯性の評価方法を説明するた
めの図で、退色試験用水銀ランプ１５から３０cmの位置
に帯電防止処理型光選択吸収膜２が形成されたフェース
・プレート４を置き、一定時間、退色試験用水銀ランプ
１５からの強い紫外線を試料にあてて強制的に退色を起
こさせる。図４はこの紫外線曝露試験前後の帯電防止処
理型光選択吸収膜２の分光透過率分布の変化を示す図
で、ある染料を使用した帯電防止処理型光選択吸収膜の
場合、特性曲線Ｉで示したように、当初５８０nmの吸収
帯の吸収ピークＡでの透過率は７０．０％であるが、約
３．５m Ｗ／cm² の強度の紫外線に約１３時間曝露する
と、染料の退色により破線で示した特性曲線ＩＶのよう
に吸収ピークの位置はＡ₁ すなわち８０．０％にまで変
化する。△Ｔ％を吸収深さとすると、曝露試験の前後で
は吸収深さ△Ｔは２５％から１５％の△Ｔ₁ へ変化す
る。

【００２８】図２中の特性曲線Ｖはある染料を使用した
従来の帯電防止処理型光選択吸収膜を紫外線曝露試験を
行った場合の吸収深さ△Ｔ％が曝露時間とともにどのよ
うに変化するかを示した図で、５０時間で２４％もの大
幅な退色現象を示している。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
選択吸収膜付カラー陰極線管では、光選択吸収膜中に分
散している染料が、外光中の紫外線等によって徐々に退
色してしまい、光選択吸収特性が劣化してコントラスト
性能や発光色調の改善度合いが低下してしまうという課
題点があった。この発明が解決しようとする課題は、太
陽光等の外光中に含まれる紫外線による染料の退色が生
じにくい光選択吸収膜を備えたカラー陰極線管を得るこ
とを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光選択吸
収膜付カラー陰極線管は、光選択吸収膜を形成するのに
用いる塗液の中に、有機系または無機系の染料と化学的
に結合して安定化させる有機系安定化物質を混入して分
解させ、この塗液を用いて形成された光選択吸収膜を備
えたものである。

【００３１】

【作用】この発明によれば、光選択吸収膜の中の有機系
または無機系の染料は有機系安定化物質と化学的に結合
して安定化する。このため紫外線が光選択吸収膜に入射
しても膜中の染料の退色が起こりにくくなる。

【００３２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はフェース・プレート部４の表面上に形成され
た帯電防止処理型光選択吸収膜２を含む一部拡大断面図
である。図において１６は有機系または無機系の染料粒
子または分子１３と化学的に結合して安定化させる有機
系の安定化物質で、塗液中に添加混合されて塗布、成膜
工程を経て帯電防止処理型光選択吸収膜２に形成された
ものである。このため、多孔質のシリカ（Ｓi Ｏ₂ ）系
の膜１４中に分散された染料粒子または分子１３は従来
の帯電防止処理型光選択吸収膜２のように単独で存在す
るのではなく、有機系の安定化物質１６と化学的に結合
した非常に安定な物質となっている。

【００３３】このような安定化物質としては、植物細胞
壁の主成分をなすセルロース（繊維素）およびその誘導
体，デンプン，グリコーゲン，イヌリン，ペクチン，植
物ゴム等のような多糖類、および単糖類，生細胞の主要
な成分をなす窒素を含む有機高分子物質であるタンパク
質およびペプチド、および合成繊維になりうる物質であ
る高融点の結晶性高分子物質等を用いることができる。

【００３４】図２中の特性曲線Ｖは、前述したように有
機系の安定化物質１６を添加混合していない従来の帯電
防止処理型光選択吸収膜２の紫外線曝露試験の結果を示
すもので、５０時間で吸収残存率４％（１／２５×１０
０＝４）という大幅な変化、すなわち退色現象を示して
いる。

【００３５】これに対し、図２の特性曲線VIは、この従
来の帯電防止処理型光選択吸収膜２形成する為の光選択
吸収塗液中に、この塗液中に含まれている染料と重量比
で１：１の割合で多糖類の一種であるデンプンを添加混
合し、この塗液を用いて塗布・成膜した帯電防止処理型
光選択吸収膜２の紫外線曝露試験の結果を示すもので、
５０時間後の吸収残存率は６４％（１６／２５×１００
＝６４）で、従来例に比べて大幅な改善がなされてい
る。

【００３６】なお、上記実施例では、有機系の安定化物
質としてデンプンを使用したがこれに限られるものでは
なく、前述した様な種々の有機系物質でも、効果の程度
は材料および添加量により若干異なるものの、同様の効
果が得られる。

【００３７】また、上記実施例では、帯電防止処理型光
選択吸収膜２を形成する為の光選択吸収塗液中に、有機
系の安定化物質１６を添加混合したが、あらかじめ有機
系または無機系の染料を有機系の安定化物質１６と化学
的に結合させて安定化させておいてから有機系または無
機系のベ−ス塗料に混合して光選択吸収塗液に調製して
もよく、同様の効果が得られる。

【００３８】また、上記実施例では、帯電防止処理型カ
ラ−陰極線管の透明導電膜に有機系または無機系の染料
を混合して光選択吸収特性を持たせた帯電防止処理型光
選択吸収膜の紫外線に対する対候性の安定化を図つたも
のについて述べたがこの発明はこの例に限られるもので
はなく、帯電防止機能を持たないで光選択吸収機能のみ
を有する光選択吸収膜付カラ−陰極線管にも同様に適用
して同様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、有機
系または無機系の粋料粒子または分子が分散されている
ベ−ス塗料の中に上記有機系または無機系の染料と化学
的に結合して安定化させる有機系の安定化物質を添加混
合した塗液を塗布・成膜した光選択吸収膜を備えた光選
択吸収膜付カラ−陰極線管であるから、紫外線が入射し
ても退色現象の少ない品質および耐久性に優れた光選択
吸収膜付カラ−陰極線管が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のフエ−スプレ−ト部の一
部拡大断面図。

【図２】実施例および従来例の紫外線曝露結果を示す特
性図。

【図３】紫外線に対する耐候性評価方法を説明するため
の図。

【図４】光選択吸収膜の光学特性を示す図。

【図５】透明導電膜付帯電防止処理型カラ−陰極線管の
構成を示す図。

【図６】カラ−陰極線管の電源ＯＮ，ＯＦＦ時のフエ−
スプレ−ト部の表面電位の変化を示す図。

【図７】帯電防止処理型カラ−陰極線管の構成を示す
図。

【図８】従来の帯電防止処理型陰極線管のフエ−スプレ
−ト部の一部拡大断面図。

【符号の説明】

２ 光選択吸収膜 ４ フエ−スプレ−ト １１ 帯電防止処理型カラ−陰極線管 １３ 染料粒子または分子 １４ 多孔質のシリカ（Ｓ_i Ｏ₂ ）系の膜 １６ 有機系の安定化物質

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機系または無機系の染料が分散されて
   いる多孔質シリカ系の光選択吸収膜を備えたカラー陰極
   線管において、上記光選択吸収膜内に上記染料と化学的
   に結合して安定化させる有機系の安定物質が分散されて
   なることを特徴とする光選択吸収膜付カラー陰極線管。