JPH0417237A - 投写型陰極線管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光学多重干渉膜付きの投写型陰極線管に関
し、とくに、フェースパネル内面の着色現象（以下、ブ
ラウニングという）の発生を防止した投写型陰極線管に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来技術ｌとして、本出願人による米国特許第４６４２
６９５号に記載の発明がある。同号特許明細書には、投
写型テレビセットにおける各単色の投写型陰極線管から
の発光を投写レンズユニットに取り込む際の集光率の悪
さを改善するための方法が開示されている。すなわち、
通常の陰極線管においては、蛍光面から発せられる光は
、いわゆる完全拡散光に近い状態であるが、投写型テレ
ヒセソトにおいては、蛍光面から発せられる光のうち、
発散角約±３０°以内のもののみが投写レンズユニット
へ取り込まれて有効に利用され、その他は不要光となる
。この不要光は投写レンズユニットの鏡筒等で反射され
て迷光となり、投写された映像のコントラストを低下さ
せるなどの問題があった。上記の従来技術１は、上記の
問題を解消するためになされたものであって、蛍光面の
、ある発光点より発せられる全光束の３０％以上を発散
角±３０°の円錐体内部へ集約化することにより、投写
型テレビセットのスクリーン上での映像の明るさを大幅
に向上させることができる。

上記従来技術１を具体的に達成する手段としては、本出
願人による特開昭６０−２５７０４３号公報に記載の発
明（従来技術２）がある。この従来技術２は、投、耳型
陰極線管のフェースパネルと蛍光面とのあいだに、高屈
折膜と低屈折膜を交互に形成してなる複数の光学多重干
渉膜を設けた投写型陰極線管について開示し、上記高屈
折膜の構成材料としてＴａ２０５　を用い、低屈折膜の
構成材料としてＳｉＯ２が用いた６層からなる光学多重
干渉膜を用いる提案をした。この従来技術２によれば、
蛍光面の発光の輝度分布に角度依存性を持たせることが
でき、この結果、高品質の投写型陰極線管が得られる利
点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の従来技術２の発明には、つぎのよ
うな問題があることが判明した。

すなわち、従来技術２の発明においては、上記のような
利点がある反面、動作時間とともに投写型陰極線管から
の発光出力が低下する度合いが、光学多重干渉膜を有し
ない投写型陰極線管よ゛りも大きいという間層があった
。

ここで、上記の動作時間とともに投写型陰極線管からの
発光出力が低下する度合いについて述べる。

第２図は緑色（Ｇ）発光の投写型陰極線管を高圧（加速
電圧）３２ＫＶ、蛍光面電流密度６μＡ・ａ１１２で連
続的に動作させたときの動作時間に対する光出力の変化
を示すものである。なお、上記の投写型陰極線管のフェ
ースパネルの外面はいずれの場合も冷却液で冷却がおこ
なわれているものとする。

同図において、曲線（Ｉ）は光学多重干渉膜を設けない
投写型陰極線管（従来品］）についての光出力の劣化曲
線であって、７０００時間経過後に初期の光出力の７４
％にまで光出力が低下することを示している。この原因
としては、蛍光体の発光効率そのものが低下することと
、フェースパネル内表面の着色現象（ブラウニング）の
２つがあげられ、現在のところ、その寄与率は約手々と
考えられている。この蛍光体の劣化による光出力とフェ
ースパネル内表面の着色現象（ブラウニング）による光
出力の程度をそれぞれ、後掲する第１表の（Ａ）欄に示
す（なお、同表では、いずれも初期値を１００％とし、
初期比で示した）。

同表に示す結果から明らかなように、蛍光体の発光効率
の低下は、電子線衝撃のエネルギおよびそのとき発生す
る熱やＸ線により蛍光体の発光機構そのものが徐々に破
壊されていくことにより生じると考えられている。

また、着色現象（ブラウニング）には、電子線ブラウニ
ングとＸ線ブラウニングとの２種類があり、前者は、蛍
光体層の間隙を通り抜けた電子線がフェースパネル内表
面へ直接、衝突する際のエネルギによりフェースパネル
を構成するナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などの
アルカリ金属イオンが還元されて金属化することにより
生じ、後者は、一種のソーラリゼーションであり、蛍光
体層やガラス表面に高速度で電子が衝突することにより
生じたＸ線のエネルギによりフェースパネル表面のガラ
ス中の格子欠損に着色中心が生じることにより起こる。

これら電子線ブラウニングおよびＸ線ブラウニングとも
、フェースパネルのガラス表面が茶色に着色し、第３図
から明らかなように、着色前の分光透過率分布ｆａ）に
比べて、着色後の分光透過率分布ｆｂｌは可視光の短波
長領域はと透過率の大きな低下を示す。

また、第２図の曲線（ＩＩ）は光学多重干渉膜を設けた
投写型陰極＃ｉ！管（従来品２）についての光出力の劣
化曲線を示す。

この従来品２の構造は第４図で示すように、フェースパ
ネル（１１の内面上に、高屈折膜として二酸化チタン（
Ｔｉｅ、）を、低屈折膜として二酸化珪素（Ｓｉｎ２）
を用い、これらを交互に蒸着して合計５層の光学薄膜層
からなる光学多重干渉膜（２）を形成し、その上に蛍光
体層（３）とメタルバック層（４）を設（すた構成とな
っている。

上記したような従来品２によれば、第２図の曲線（ｎ）
から明らかなように、７０００時間で初期の光出力の６
３％にまで低下しており、前述の従来品１の場合の曲線
（１）よりも大幅に悪化している。この劣化の要因の分
析結果を後掲する第１表のＢ欄に示す。当然のことなが
ら、蛍光体の劣化に関しては、光学多重干渉膜の有無に
は無関係であるため、光学多重干渉膜のない従来品１の
場合と同じ値を示す。また、光学多重干渉膜それ自体に
もブラウニングが生じており、この結果、投写型陰極線
管の光出力が５％低下している。また、非常に注目すべ
きことはフェースパネルのガラス表面のブラウニングに
よる光出力の低下の増大である。すなわち、従来品ｌ（
光学多重干渉膜を設けない）の場合、フェースパネルの
ガラス表面のブラウニングによ、る投写型陰極線管の光
出力の低下は１４％であったのに対して、従来品２（光
学多重干渉膜を設けた）場合には光出力の低下が２３％
であり、大幅に増大している。本来、光学多重干渉膜は
フェースパネルのガラス表面を被覆してガラス表面に突
入する電子線のエネルギを弱めるためにブラウニング（
電子線ブラウニングおよびＸ線ブラウニングとも）は軽
減されるはずであるが、上記分析の結果では、逆に従来
品２（光学多重干渉膜を設けた）の場合、フェースパネ
ルのガラス表面のブラウニングは増大している。

上記従来品２（光学多重干渉膜を設けた投写型陰極線管
）におけるブラウニング増大の原因について検討した結
果、以下に述べるメカニズムによって、フェースパネル
のガラス表面のブラウニングか増大することが判明した
。

すなわち、従来品２の場合、第４図に示すように、フェ
ースパネル（１）のガラス表面には光学多重干渉膜（２
）の第１層目として高屈折膜の二酸化チタン（ＴｉＯ□
）の光学薄膜層が形成されている。上記の光学多重干渉
膜（２）は層数で５層、膜厚で０．５〜０．７　μ−で
あるために、蛍光体層（３）の間隙を通り抜けてきた電
子線は、この光学多重干渉膜（２）へ突入し、フェース
パネル（１）のガラス表面近傍にまで容易に到達できる
。このとき、フェースパネルｆｉｌのガラス表面に形成
されている二酸化チタン（ＴｉＯｚ）の光学薄膜層が電
子線で衝撃を受け、二酸化チタン（ＴｉＯ□）の酸素原
子（０）がはずれて−酸化チタン（Ｔ　ｉ　Ｏ）となる
。この−酸化チタン（Ｔ　ｉ　Ｏ）は非常に不安定であ
り、フェースパネル（１１のガラス表面から酸素原子（
０）を取り込んで安定な二酸化チタン（Ｔ１０２）にな
ろうとする。フェースパネル（１）のガラス中には酸化
ナトリウム（Ｎａ２０）や酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）がイ
オンの型で存在しているので、酸素原子（０）かとられ
ると、還元反応により、ナトリウムイオンやカリウムイ
オンが金属ナトリウムや金属カリウムへと変化し、この
結果、フェースパネルｆｉｌのガラス表面の着色現象（
ブラウニング）が促進されると考えられる。とくに、第
１層目の高屈折膜としては、通常、金属の酸化物が使用
されることが多いが、光学的に使用可能な種々の金属の
酸化物について検討した結果、材料により程度の差はあ
るものの、どの材料を使用しても同様なブラウニングを
生じることが確認された。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たものであって、光学多重干渉膜を設けた投写型陰極線
管のフェースパネルのガラス表面のブラウニングをおさ
えて、光出力の経時的な劣化が少なくなるような投写型
陰極線管を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明は、高屈折膜と低
屈折膜とを交互に形成してなる光学多重干渉膜とフェー
スパネルとのあいだに、光学薄膜層としては機能しない
透明無機材料膜を介在させることにより、光学多重干渉
膜とフェースパネルのガラス表面とが直接に接しないよ
うに構成したものである。

〔作用〕

この発明による投写型陰極線管によれば、光学多重干渉
膜とフェースパネルとのあいだに、光学薄膜層としては
機能しない透明無機材料膜を介在させているので、第１
層目の光学薄膜層である二酸化チタン（ＴｉＯｚ）層が
電子線で衝撃を受けて不安定な一酸化チタン（Ｔ　ｉ　
Ｏ）を生じてもガラス表面から直接、酸素原子（０）を
取り込むことかできない。したがって、フェースパネル
のガラス中にイオンの型で存在している酸化ナトリウム
（ＮａｚＯ）や酸化カリウム（Ｋ２０）が還元反応によ
り、ナトリウムイオンやカリウムイオンが金属ナトリウ
ムや金属カリウムへと変化することがなく、ガラス１表
面のブラウニング化が防止されることになる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。

第１図は、この発明の一実施例における光学多重干渉膜
を備えた投写型陰極線管のフェースパネルおよび蛍光面
の断面図である。

同図において、メタルバック層（４）と蛍光体層（３）
の内側には従来と同様、高屈折膜として二酸化チタン（
７１０ｇ）からなる光学薄膜層が、低屈折膜として二酸
化珪素（Ｓｉｆｔ）からなる光学薄膜膜が、それぞれ、
交互に合旧５層形成してなる光学多重干渉膜（２）が設
けられている。

上記実施例の場合、光学多重干渉膜（２）とフェースパ
ネル（１）とのあいだに、光学薄膜層としては機能しな
い透明無機材料膜（５）が介在している。

ここで、透明無機材料膜（５）は、高屈折膜である二酸
化チタン（ＴｉＯ□）の光学薄膜層とフェースパネルｆ
ｉｌのカラス表面とが電子線のエネルギにより直接、化
学反応をおこすことを妨げるためのバリアの役目をして
いる。すなわち、蛍光体層（３）の間隙を通り抜けてき
た電子線が光学多重干渉Ｈ（２）へ突入し、フェースパ
ネル（１１側の二酸化チタン（ＴｉＯ２）の第１層目へ
到達して、その衝撃エネルギにより二酸化チタン（Ｔ　
ｓ　Ｏ２ンの酸素原子（０）がはずれて不安定な一酸化
チタン（Ｔｉｅ）が生じても、フェースパネル（１）の
ガラス表面とのあいだに、バリア層として電子線衝撃に
対して安定な透明無機材料膜（５）（たとえば、５ｉＯ
２）が存在するので、−酸化チタン（Ｔ　ｉ　Ｏ）は従
来のように、フェースパネル（１）のガラス表面から直
接、酸素原子（０）を取り込むことはできない。

したがって、ガラス表面のブラウニングを軽減すること
か可能となる。才な、この透明無機材料膜（５１は光学
薄膜層として機能すると、光学多重干渉膜（２）の光学
特性に影響を与えてしまうが、この光学特性への影響を
なくするためには、光学的膜厚に対して十分厚いか、あ
るいは逆に、十分に薄い二とが要求される。電子線衝撃
に対して非常に安定な材料である二酸化珪素（ＳｉＯ＝
）または酸化アルミニウム＜Ａｌ２Ｏ３＞を透明無機材
料膜（５）として使用する場合には、その膜厚を５００
人（００５μｓ＋）以上にするか、あるいは５０００人
（０５μｍ）以上にすることが望ましい。

つぎに、この透明無機材料膜として、３００　人の膜厚
の二酸化珪素（Ｓｉ２０）を用いた光学多重干渉膜付き
の投写型陰極線管を試作して、従来と同様、高圧（加速
電極）３２ＫＶ、蛍光面電流密度６μＡ−ａｍ−”の条
件下で、連続動作させたときの動作時間に対する光出力
の変化を求めた。この結果を第２図の曲線（ＩＩＩ）に
示す。

上記の第２図における曲線（ｎ［）で示した測定結果を
考察するに、フェースパネルのガラス表面のブラウニン
グ現象が抑制されて、光出力の劣化曲線も７０００時間
で初期の光出力の７７％であり、従来品ｌの場合、つま
り、光学多重干渉膜なしの場合（初期の光出力の７４％
）よりもむしろ良い結果を示すことが判明した。このよ
うな結果をもたらすのは、上記透明無機材料膜のバリア
効果によって、高屈折膜である二酸化チタン（ＴｉＯ□
）の光学薄膜層とフェースパネルのガラス表面とが電子
線エネルギにより、直接、化学反応をおこすことか妨げ
られるからである。また、この第２図の曲線（ＩＩ［）
の光出力の劣化の要因分析は第１表の（Ｃ）欄に示すと
おりであり、開開に示す結果から明らかなように、従来
品１および２の場合に比べて、この発明の実施品では、
フェースパネルのガラス表面のブラウニングによる光出
力の低下か大幅に改善されている。これは元来、光学多
重干渉膜がフェースパネルのガラス表面のプランニング
に対しては、電子線エネルギを減衰させるためのバリア
としての役割を果たすうえに、前述したような高屈折膜
である二酸化チタン（Ｔ＋０２）の光学薄膜層とフェー
スパネルのカラス表面とが電子線エネルギにより直接、
化学反応をおこすことが、透明無機材料膜の有するバリ
ア効果によって妨げられることによる相乗効果である。

ここで、光学多重干渉膜のブラウニングによる先出力の
低下が従来の場合（第１表のＡ欄およびＢ欄）よりも少
し増加しているのは、二酸化チタン（ＴｉＯｚ）の光学
薄膜層への酸素原子（０）の供給がなされなくなるから
であると考えられる。

なお、上記の透明無機材料膜の材料としては、二酸化珪
素（ＳｉＯ＝）または酸化アルミニウム（Ａｆ２０３）
以外にも無機元素の酸化物、弗化物、硫化物など種々の
ものが考えられる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、この発明によれば、光学多重干
渉膜を設けた投写型陰極線管の第１層目の光学薄膜層と
フェースパネルのガラス表面とのあいだに、電子線衝撃
に対して安定な透明無機材料膜を介在させるので、これ
がバリアとなってフェースパネルのガラス表面でおこる
ブラウニングが軽減され、光出力の経時的な劣化の少な
い高品質な投写型陰極線管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における光学多重干渉膜を
備えた投写型陰極線管のフェースパネルおよび蛍光面を
模式的に示す断面図、第２図は投写型陰極線管の光出力
の経時的な劣化を示す特性図、第３図はフェースパネル
のガラス表面のブラウニングによる分光透過率の変化を
示す特性図、第４図は従来の光学多重干渉膜を備えた投
写型陰極線管のフェースパネルおよび蛍光面の断面図で
ある。 （１１・・・フェースパネル、（２）・・・光学多重干
渉膜、（３）・・・蛍光体層、（５）・・・透明無機材
料膜。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蛍光面を構成するフェースパネルと蛍光体層との
   あいだに、高屈折膜と低屈折膜とを交互に形成してなる
   光学多重干渉膜とを備えた投写型陰極線管において、上
   記光学多重干渉膜とフェースパネルとのあいだに光学薄
   膜層として機能しない透明無機材料膜を介在させたこと
   を特徴とする投写型陰極線管。