JPS58175239A - 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】 この発明は蛍光面を改−した投写櫨陰極纏管に関するも
のである。

轟在広＜＊＃ｌｉ化纏れているシャドウマスク方式の自
う−陰−纏管を使用したテレビジ冒ンセット１は一生と
してその構造的な制約条件にょｐ１得られるｌＩｌ園賃
イスとしては３０インチ掘度が限界と考えられている。

このため、これよりも大きな−［ｔｆベイズテレビ映像
などを受像する一つの手段として、第１ｖＡで示すよう
な投写部テレビジ曹ン七ット（１）が闘ｌ＆され、現在
一般に普及しつつある。この投写厘テレビジ冒ン七ット
（１）では、そ九ぞれＢ（Ｊｆ１色）、０３ｍ色）、ｌ
（赤色）Ｆ）ｊｌｌ映像を実現する・５〜８インチ程度
のＩｉ１面すイスの小振の投８握陰極値管（以下、単色
陰極線管と称する）　（＄）　＠　（１）　、　（４）
の単色映像を投写レンズ・エニット（６）によ〕ススク
リーン６）上に拡大投写し、スクリーン（６）上で大＃
面のカラー映像を得ることができる。このスクリーン（
６）のすイスは４０〜７０インを柵度が一般的であるた
め一小源の単色陰極線管（２３＊　（ａ）　５（４）の
映像はスＩリ−”ン（６）上に面積的には約５０〜１０
０倍に拡大ｓｈて写し出さ九る。

これらの単色陰極線管ｔｇ）’　ａ、　（ｓ）　＃　’
（４）は内部に破着された螢光体の種類が異るのみで・
構造的にはほとんど同じであるため・・単色陰極線管（
８）についてのみ、１１１２図によ）、ｆの構ａｔ−簡
単に説明する。

真空外Ｗｉ−（７）の−Ｓを構成するフェース・プレー
ト・ガラス（８）の内面には沈降塗潰法にょｎ、ａｍカ
リウム（ＫｌｊｌｉＯｌ）などをバインダとして螢光体
層（９）が形成されており−この螢光体層（９）上には
＾８Ｅ電礁および光反射膜としてのアル之ニウム（ム１
）の脇着膜からなるメタルバック膜−が形成されている
。これ＆螢光体層（９）とメタルバラ１１１４−とは螢
光Ｅｌ（６）會構成している。また、この真空外囲−（
７）の内部には電子銃（ロ）が封入されておシ、この電
子銃（至）から発射される電子線のエネルギによル、螢
光体層（９）が励起畜れ、光出力が取ル出される。

このようなＧ単色總極纏管（８）の場合、螢光体層（９
）としては、従来、千の発光色調が優れていることや％
ｒ４１Ｉ性（螢光面刺激電流の増加に対する光出力の増
加の一合を示す特性）および一度特性（螢光−の温度上
昇による螢光面の発光効率の変化を示す特性）が−不完
全さは有するものの、通常のシミドウマスＩ方式のカラ
ー陰極線管などでＧ螢光体として広く使用されている硫
化物系螢光体などよ）も優位で有ることなどによ〕、！
ンガン付ｆｈｉＩＩＩＩＩｊｉ船（１ｍｍ　ｓｔｏ、　
：ｉｉｍ）螢光体力使用ｉ！　ｔＬ　”Ｃいる。

一方、このような投写個離極纏管の場合、前述したよう
にスタリーン（６）上に映像を拡大投写する関係上、ス
タリーン（６）上で充分な明るさの映像を実現するため
には、投写＃１隘極纏管自体の光出力を充分大金（とる
こよが不可欠である。このため、投写厘論極線管の螢光
面に負荷される、単位面積あた）の励起二本ルギ密度（
１１ａ＋−”）は従来のシャドウマスタ方式のカラー隘
極管の螢光面の場合に比較すると、桁違いに大きなもの
となる。

しかしながら、このように螢光面に大きな負荷を与えて
一投写麺陰極纏管を長時間にわたって動作させる上では
、螢光面からの光出力の経時的な劣化現象が重大な間−
となる。

１１３図の曲Ｍ　（Ｘ）は平均粒径３１ｍ　ｍｌ　（Ｆ
）　Ｎ　−８１０４：　Ｍａｌ螢光体を、沈Ｗｈ塗着法
により　４ｑ−国−嘗の塗着密度テ従来一般に広く使用
されているフェース譬プレート・ガラス内面に塗着形成
し・それを備えた投　　□写掴陰極線管を高圧２７ａ１
電流密度６μム・５１−”の一定螢光面負荷で動作させ
た場合の螢光面からの光出力の相対的経時劣化を示すも
のである。このような従来の螢光面の場合、１００００
時ｌＩ４１後には真＆：ａＩＪＮの光出力の４０優＆：
まで低下してしまう、この光出力の劣化現象は螢光面へ
の六方負荷・すなわち単位−檀あた〕の励起工率ルギ密
度が増せば増すはど増巾されるため、従来の投写ｍ陰極
線管では、螢光面の光出力を増すために、あまル過大な
螢光面食＃を与えることは螢光面の寿命の点からは困蛾
であった。

このような螢光面の光出力の劣化の原因の分析【行った
結果、劣化の主要原因は螢光体の光出力のｍ下ｔなゎち
発光効率の低下と７エース・プレート・ガラスの電子線
による着色（電子線プラウニンダ）とに層着されること
が明らかになった。

つぎに示す表１の山は籐６図の曲線（１）で述べた１　
００００時間１４−後の螢光面を分析した結果を示すも
のである。

（表１　） なお、表中の注、１〜注、５はつぎの通勤である。

（注、１）螢光体（光出力比）は螢光体の光出力の１０
０００時間後の初期Ｃ０時間）に対する比をあられす。

（注、２）ガラス（透過比）は螢光体からの光出力をフ
ェース・プレート・ガラスｔｉ４．ｔ７１する割合（透
過率：りの１００００時間 後の初期（０時間）に対する比（ＴＳｍ／テ・）ｔ−あ
もわす。

（注、５）（４）＝（繕×（Ｏ） ！１１の（１）によれば、１００００時間後に螢光体の
発光効率が０．７２（ＮｌｉＡｔ−１，０として）に低
下したことと一フェース・プレート・ガラスの透過比が
０．５６（ＷＪＭを１，０として）に低下したこととが
複合畜れた結糸（０，７２Ｘ　Ｏ，５６−０，４０）と
して・光出力が初期値（１，０）に対して０．４０へ低
下したことがわかる。

螢光体の発光効率の低下のメカニズムは明確には解明さ
れていないが、投写ｍ陰極線管のように、非常に厳しい
励起条件で螢光面が長時間動作させられると電子線の衝
突による運動エネルギおよび付随的に生じる熱エネルギ
などによ如、螢光体の発光機構そのものが徐々に破壊さ
れるのと、これらのエネルギによ）ｓｌ光体を沈降産着
する際にノくイン〆として使用しｔ珪鹸カリウム（ちＢ
ｉｏｍ）中に含まれる７Ｎカリ・イオン（区など）が蛍
光体中に拡散して発光機構＆：ｓ影Ｗｔ与えることなど
によ）％螢光体の発光効率が低下するものと考えられる
。

また、フェース・プレート・ガラスの着色すなわち電子
線ブラウニングのメカニズムはほぼつぎのように考えら
れる。つぎに示す表２のに）は従来のフェース・プレー
ト・ガラスの組成（ＩＩＩＳ）の例を示すものである。

３表２） ガラスの原料として酸化ナトリウム（ｉｌａｌｏ）や鹸
化カリウム（１：、　Ｏ）はフェース・プレート・ガラ
スとしての特性を持たせるために不可欠の材料である。

これらは形成されたガラス中ではＭａ（＋シリウムイオ
ン）や１＋　（カリウムイオン）の形で存在（ｆｊ装飾
イオン称される）シ、ガラスとしての特性を持た甘る上
で重要な役Ｉ！１ｉｌｋ有している。

一方、１１２８ｍで示すように投写ｉｉｔｍ極線管の螢
光体層（１１）は平均粒径５声−梅度の粒子状の蛍光体
がフェース・プレート−ガラス（８）の内面に沈ｕｍｓ
法によ）、薄くポーラスに被着（せいぜい粒子で２〜６
層）されてお〕、蛍光体粒子間にかなシの閲ａｔ有して
いる。このため、電子銃−からの電子線によル螢光体層
（９）を励起する際に、電子線の一部はこの螢光体粒子
間に存在する閲碌を通って。

フェース・プレート・ガラス（８）の表面に直接到達し
、表面＆：衝突してエネルギを失う、この−の電子線の
エネルギは強力であるために、フェース・プレート・ガ
ラス（８）の表面から深さ数μ朧　にわたってｔ丁−ジ
が進入する。長い時間フェース・プレーＦ・ガラス表面
に員のＳ荷が蓄えられてし）ると−そのｍ囲にある■１
　や区　のようなアルカリイオンがチャージアップして
いる部分に引きつ４ｔられて移動して、これらの電荷と
中和し、コロイド状のＮ＆や■の金属粒子を生成する。

このために元来透明なフェース−プレート・ガラス（８
）の表面が着色すなわちブラウニングを生じると考えら
れる。

投写ｍｍｉ纏管の光出力の経時的な劣化現象を改醤する
ための一つの方法としては、このフェース・プレート・
ガラスの電子線プラウ息ングを少なくすることが考えら
れる。前述したように、この−子線ブラウニングはガラ
ス中の装飾イオンであるＭ＆＋　や？″などのようなア
ルカリ・イオンが１　　ガラス中で容易に移動するため
に生じると考えられるので、この移動が起）にくいガラ
ス＃ｌｆ１′に作れば電子線ブラウニングを軽減できる
。　ｌｌａや区のようなアルカリ金ｊＩ４陽イオンがガ
ラス中で移動しにくいかどうかは、その電気抵抗によ）
知ることができる。電気抵抗すなわち体積抵抗比−（Ω
・５）が大きいほどアルカリ金属陽イオンは動きにくい
と考えられる。

ガラスの電気抵抗を上げる具体的手段としてはＩｍ＋や
？の従来のアルカリイオンに加えてリチウムイオン（Ｌ
ｉ”）　ｉ付加し、　これらの諷合比を適当に迩ぶこと
によりＩ（体積抵抗比）を上げ得ることが公知である。

これは混合アルカリ効果と呼ばれる。

第４図は第表２の（ロ）で示した組成を有する従来のフ
ェース・プレート・ガラスの酸化バリウム（ｌａｏ）を
檎々の量の酸化リチウム（Ｌｉ、Ｏ）で置き換えて作纒
したガラスの体積抵抗比ω）を−ρで示。

すものである、　Ｌｉｌ０　を１．０慮濾幡程度付加す
ることによ〕・体積抵抗比（４ｋ従来のフェース・プレ
ート・ガラスｃＬｔ＝ｏ　が０％）よ〕も大巾に大歯（
できる、この効果はＬＬＩＯが０，６ないし５．０重臆
憾柵度盲では顕著であるが、Ｌｉ１Ｏの量が６゜０重量
ｓ′ｉｃ越えると、効果が減じられるのとガラスそのも
のが、失３！１現象を生じ好ましくない、このように゛
電気抵抗を大巾に向上させたガラスはガラス中のＭ１＋
や藍゛１どのアル淘り陽イオンが―きにくく・電子線ブ
ラウニングを生じにくいと考えられる。

表２の（ηはＬｉ＊Ｏｋ１．０慮ｊｌｉ≦加えて電子−
ブラウニングを生じに〈（シた新らしいフェース・プレ
ート・ガラスの組成の一例である。この−成のガラスを
以下耐ブラウニング・ガラスと称す。

このような耐ブラウニング・ガラスによ）斬らしいフェ
ース・プレート・ガラスを作−シ、真際に従来と全く同
嫌に・平均粒径６声鳳のＺ　）ＩＬＩ　ｊＩ　１０４　
：Ｍｎ螢光体を沈降臆着沃によｊＪ４１１Ｆ−国一麿の
慮：４一度でこの新らしいフェース・プレート・ガラス
の内面に塗着形成し・それｔｍえた投写＃１離ｉｒｉ纏
管を高圧２７ｆｆ、−流密度６声ム・ａｍ−”の一定螢
光面負荷で動伶させた場合の螢光面からの光出力の相対
的経時劣化特性を従来と同嫌に示すものが１１３図の曲
、ＩＬＩ（ＩＩであ）１．またｔの分析結果が表１の（
１）である、１００００時間俵の光出力（初期比）で見
ると一曲線（ｐの従来のフェース・プレート・ガラスを
使用した場合が０．４０であるのに対して、この新しい
フェース・プレート・ガラスを所用した場合は０．４２
であ）、耐ブラウニング・ガラスを使用したにもかかわ
らず、光出力の劣化現象はあま）改ＩＩされなかった。

この劣化現象の改善がで自ない原因について櫨々の検討
を行った結果、耐ブラウニング・ガラスと螢光体との間
の作用に同一があることが明らかになった。

この発明は上鮎のような耐ブラウニング・ガラスを投写
置總極線管のフェース・プレート・ガラスとして使用す
る場合に生じる間―点＆：鑑みなされたものであ）、耐
ブラウニング・ガラスのフェース・プレート・ガラスの
利点を充分発揮でき一蛍光面の光出力の経時的な劣化現
象の少ない投写ａ！ｌ離−纏管を提供するものである。

以下、この発明の寮施偶について説明する。先にｉ＆３
戟した表１の（１）は第６図（騰で述べた耐プラウ１ン
グ・ガラスによるフェース・プレート・ガラスと１ＩＩ
ＬＩＩｉ０４　：Ｍｌｌ螢光体との組み合わせによる螢
光面の１００００時間後の光出力劣化原因の分析結果を
示すものであるが、この結果よ如明らかなことは耐ブラ
ウニング・ガラスを使用することにヨ）、フェース・プ
レート・ガラスの着色現象はガラス透過比で従来Ｑ、５
６であったものが０．７０になｊｌ−意図したように大
幅に改−されているにもかかわらず、逆にこの新らしい
１系−ス・プレート・ガラスを使用した場合・螢光体の
発光効率が光出力比で従来の０．７２から０．６０へ低
下してお）、両方１−＊合した結果としては、螢光面の
光出力の劣化現象はあま）大きくは改善されなかったと
いうことである。

この原因について檎々の検討を行った結果へ新６Ｌいフ
ェース・プレート・ガラスに付加した−１、Ｏが２町１
ｉ１０４：Ｍｎ螢光体の発光効率の劣化を促進している
ことが明らかになった。この場合の劣化促ｍのメカニズ
ムについては、明確には断定テきないが、はぼつきのよ
うに考えられる。すなわち、ガラス中のＬｉ　　イオン
そのものは、非常に動きやすいために、フェース・プレ
ート・ガラスと２す１０４：Ｍｌｋ螢光体が接している
部分では一電子線による衝撃や電子線による温度上昇な
どによ如Ｌ−イオンが非常に活性となプ、ガラス表面か
ら螢光体中へ移動−拡散し、この結果、２旬５ＺＯ４：
Ｍ１螢光体の発光機構ｆのものが何らかの影響を受けて
、光出力の劣化現象が促進されるものと思われる。また
−劣化促進の防−策についても櫨々の検ａｔｔ−行った
が、このような劣化はＬｉ、Ｏ付加（０７：Ｃ−２ｍ７
に一トーガラスとＺｎ＠ＢＬＯ４：Ｍ＊螢光体とｔ組み
合ね甘で使用する限〕は、避けがたいということが明ら
かになった。

このため、ＬＬ、Ｏ付加の耐ブラウニング・ガラスによ
るフェース・プレート・ガラスと種々のＧＣｍ色）螢光
体との組み合わせによシー螢光面の光出力の劣化の分析
検討が行われた。このとき・検討の対象としたＧ螢光体
は初期の光出力がＺｙｈＨＢｉｏａ　：Ｍｍ　１ｉ九体
と大差がないばかりでなく、投写ｍｍ極纏管の螢光体の
性能として特に強く要求される前述したようなｒ特性や
温度特性についても１ｍ１ｉｉ０４　：Ｍｍ＆同等以−
上であるものが選ばれた。

、この分析検討の結果、テルビウム付活イツトリウム・
アルミニウム・ガリウム・ガー率ットＹ、ム１暑”ｍＯ
ｔｍ：Ｔｂ螢光体がこの新らしいフェース・プレート・
ガラスと非常に良い適合性を示すことが明らかとなった
。

１１１１５図の曲４１１（２）は平均粒径３戸朧のＹ１
ムｊｌＧ＆１０１１：丁す螢光体を、従来と同儀の沈降
塗着法によ〕４噌・１−嘗ノ塗着密度でこの新らしいフ
ェース・プレート・ガラス（Ｌ　ｉＩ　Ｏを１．０重量
外含有する耐ブラウニング・ガラリ成）の内面に塗着形
成し、それを備えた投写型陰極線管を高圧２−７Ｄ、電
流密度６声ム・国−１（Ｆ）一定螢光面負荷で動作させ
た場合の螢光面からの光出力の相対的経時劣化特性を従
来と聞損に示すものである。１００００時間俵の光出力
（初期比）で見ると一曲線１）の新らしいフェース・プ
レーＦ・ガラスと”ｓ”Ｏｉ　：’＋ａ螢光体を組み合
わせた場合が０．４２であるのに対して、この新らしい
フェース・プレート・ガラスとＹ１ムｊｇＧａｌｏｔｍ
：Ｔｂ螢光体との組み合わせでは０．５２となプ、約２
５憾掘度の改善がなされる。

つぎに示す表６の（２）は第５図（２）で述べた耐プラ
ウ＝　：ｙ　／・ガラスによる新らしいフェース・　プ
レート・ガラスとＹ１ム’ｌ　”ｌ　’１１　：Ｔｂ螢
光体との組み合わせによる螢光面の１００００時間後の
光出力劣化原因の分析結！Ｉｋを示すものである。

（表５） なお、表５の中の注１．注２．注５は表１のそれと同じ
であ如−また表５の中の注４はつぎの通〕である。

（注、４　）　ＹｌＡＪＩＧａｌＯｌｌ：丁ｂｇＩ光体
と従来のフェース・プレート・ガラスを組み合わせた場
合の１００００時間俵の螢光体の光出力比を示す。

表５の結果よ）、耐ブラウニング・ガラス七使用するこ
とによ１、フェース・プレート・ガラスの着色現象はガ
ラス透過比で０．５６（表１）が０゜７１となｎ、を図
したように大巾に改善されるとともに、同一の螢光体の
発光効率についても、従来のフェース−プレート・ガラ
スとＹｇＡＪＩＧ＆１０□：Ｔｂ螢光体との組み合わせ
が０．７２であるのに対して、この新らしいフェース・
プレート・ガラスとｙｓムｊｌＧａｌｏ１１：Ｔ’ｂ螢
光体の組み合わせでは０．７５であシ、ＹｌＡＪＩＧａ
ｌＯｌｌ　：Ｔｂ螢光体ではこの新らしいフェース・プ
レート・ガラスとの組み合わせでも、全く影響を受けな
いことが明らかである。

この場合、螢光体の劣化とガラスの着色との両方ｆｃ＊
合した結果、（０，７３Ｘ０．７１−０．５２）として
陰極１１ｆの光出力は初期値（１，０）に対して０．５
２とな１、大巾な改善がなされたものである。

また、ＹａムｊｍＧ＆＊ｏｔｍ　：Ｔｂ　ｇ１光体の初
期の光出力ははぼＺｎ１ｉｉｉ０４　：Ｍｌｌのそれと
同等であるとともに、投写型陰極線管の螢光体の性能と
して重要なｒ特性および温ｌｌｆ特性についても２町８
１０４：Ｍｕ輩光体よ如もむしろ倫れていることが明ら
かとなった。

なお、上記説明はテルビウム付活イツトリウム・アルＲ
二りム・ガリウム・ガーネット螢光体のうち、Ｙ、ムＪ
１ＧａｌＯＨ：！ｂの組成を有するものについて行った
が、この発明はこの組成に限られるものではなく、広（
Ｙｌ（ムｌ＠−ｘＧａｘ）１０ｕ：Ｔｋｌ　（ただし−
０≦Ｘ≦１）のｌｉｔ成を有するテルビウム付活イツト
リウム・アル迎ニウムーガリウム・ガーネット螢光体に
適用しても同一の効果が得られる。

以上のように、この発＠によれｇ、ｓ　Ｌｉ５Ｏを付加
した耐ブラウニング・ガラスを投写掴陰極編管の７エー
ス・プレート・ガラスとして使用しても、蛍光体の発光
効率の劣化の促進現象は起こらず、耐ブラウニング・ガ
ラスの利点を充分発揮で歯、螢光面の光出力の経時的な
劣化が大巾に改！される高品位の投写復陰４ｉｉＩＩＡ
管を供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

１ｍ１図は従来の投写蓋テレビジ爾−ンセットの原基説
明図−第２図は従来の投写蓋鴫極線管の概略断ｌｉＩ図
、第５Ｉｉ１は従来の投写櫨陰極線管の螢光面の光出力
の経時劣化を示す図、第４１１１！まＩ、ｉｌｏ　の添
加型とガラスの体ｍ抵抗比０）との関係を示す図、第５
図はこの発明の一実施例に力・かる投″Ｉ＃躯隘−線管
の螢光面の光出力の経時劣化と従来の十′れとの比較を
示す図である。 （７）・・・Ｘ空外１ｉ！、（８）・・・フェース・プ
レーＦ・ガラス、（９）・・・蛍光体層−（ロ）・・・
螢光面。 なお、図中同一符号は同一もしく６ま相当部分を示す・ 代理人　萬　ｅ　　＊　　−Ｃ外１名）１５１図 第２図 第３図 ０２０００４０００６０００８０００１００００（時間
）□ ガラス中のＬｉ１０の重量％□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空外ｍｓの一５ｔ−構成するフェース・プレー
   ド・ガラスの内面に、螢光体層を設けて螢光面を構成す
   るとともに、上記フェース・プレート・ガラスに０．３
   ないし５．０重量囁の酸化リチウム（Ｌｉ、Ｏ）倉會ｉ
   畜せ、かつ上記螢光体層をテルビウム付活イツトリウム
   ・アルミニウム・ガリウム・ｌ一本ツ）　！、　（ム４
   ｌ−ＸＧａｘ）郡０１１：？’に＋にょ）、Ｘを口≦Ｘ
   ≦１として構成したことを特徴とする投写城噛橋纏管。