JPS6047583A - カラ−投写型映像装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、赤色、青色、緑色発光する３つの高輝度ブラ
ウン管の映像を拡大し、大型スクリーンに投影してカラ
ー画像を再生する投写型映像装置及びその装置に用いる
緑色発光ブラウン管の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

現在青色、緑色、赤色発光する３つの高輝度ブラウン管
を並べ、これの映像を光学レンズによって拡大し、大型
スクリーンに投映して、カラー画像を再生する投写型映
像装置が市販されている。

この映像装置は、従来テレビ画像を再生し、教育娯楽用
に多用されているが、今後テレビ放送やビデオシステム
において画面の高精細度化ｃ高密度走旌）が図られ、応
用範囲が広がると期待されている。この投写型映像装置
は大型スクリーン上での明るさをできるだけ高輝度とす
るため、王妃ブラウン管の螢光面に、通常の直視型カラ
ーブラウン管に比べて１０倍以上の電子約エネルギーを
加える必要がある。このために螢光面の温度は通常動作
で６０″Ｃ以上に上昇する。一般的には螢光面の明るさ
は温度上昇に伴って低下することが知られている。した
がって投写型映像装置用のブラウン管は螢光面の構造や
螢光面を構成する螢光体について直視型カラーブラウン
管とは異った考慮が払われるのが常識である。

たとえばブラウン管の螢光面の外側に水の層を保持でき
るようにした構造にして上記螢光体の温度上昇を押える
手段を用いたブラウン管が知られている。またファンに
よりブラウン管の螢光面の外側に空気を吹きつけて強制
空冷することも知られている。しかし、これらの方法で
はブラウン管の構造が複雑になったり、製造費が上昇し
コストが高くなり易い欠点があるので、できるだけ動作
状態（上記のような特別の装置を用いない）で効率のよ
い螢光体を使用することが要求されている。

ところで一つの螢光面を構成する螢光体である赤色螢光
体は、直視型カラーブラウン管で多用されるニー四ピウ
ム付活酸硫化イツトリウムでは、温度上昇による発光効
率の低下が著しいため、ユーロピウム付活酸化イツトリ
ウムが使用されている。

また青色螢光体は発光効率の高い銀付活硫化亜鉛が使用
される。更に緑色螢光体は直視型カラーブラウン管で多
用される硫化亜鉛系螢光体では高電子線エネルギー密度
の下で発光効率の低下が著しいため、マンガン付活けい
酸亜鉛やテルビウム付活酸硫化ガドリニウムが使用され
ている。

さて投写スクリーン上で白色画面を回生するとき、その
輝度の約７割は緑色で得られるため、上記の赤色、青色
、緑色発光螢光体のうち特に緑色発光螢光体の発光効率
を向上せしめることが高輝度の投写型映像装置を得るこ
とになる。しかるに、この緑色発光螢光体に従来使用さ
れているマンガン付活けい酸亜鉛は、電子線刺激による
エネルギー発光効率が約７係と低く、高電子エネルギー
刺激下でいわゆる焼けと称する蛍光面劣化を生じやすい
欠点がある。またテルビウム付活酸硫化ガドリニウムは
１０係以上と発光効率の点では上記螢光体より好ましい
が、温度上昇による効率低下が著しいという欠点を有し
ている。したがって、従来の投写型映像装置においては
１通常の動作状態では、マンガン付活けい酸亜鉛を使用
しても、テルビウム付活酸硫化ガドニウムを使用しても
同等の明るさしか得られなかった。さらに、上述の温度
上昇による効率低下のためテルビウム付活酸硫化ガドリ
ニウムを使用する場合には１画像投写開始後１０分もす
ると初期的経時変化に伴なうカラー画像が赤味がかり再
調整する必要が生じ、極めてめんどうであり、商品価値
が低下し易い。

これら発光効率と温度上昇による効率低下のほかに直視
型カラーブラウン管と同じカラー画像再生の観点から見
ると、以下の条件が必要である。

緑色螢光体の発色光はＣＩＢ色度図上において、Ｘ、の
値が大きくｙの値が小さいほど、すなわち黄色味の強い
ほど、白色画面を構成するどき青、緑。

赤のブラウン管に加える電子線エネルギーの和が：小さ
くなり映像装置全体として発光効率が上昇することにな
る。一方画像の再現域を広げるためには、できるだけ色
度図上の端に近い（色の飽和度の大きい）方が望ましい
。上記の観点から直視型カラーブラウン管においては通
常緑色成分発光は０、３０　＜　ｘ　＜　０．３４０．
５７　＜　Ｙの色度を出すように選ばれている。ところ
で投写型においてはマンガン付活けい酸亜鉛より成る緑
色螢光体の発光色はＸ：　０．２３　ｙ＝Ｑ、６９であ
って緑味が強く白色画像形成時の映像装置全体としての
発光効率が低くなる。

またテルビウム付活酸硫化ガドリニウムによる螢光体も
その発光色はｘ＝　０．３２５７＝　０．５４３であっ
て色の飽和度（純度）が低いという欠点がある。

さらに、上記マンガン付活けい酸亜鉛螢光体は電子線刺
激終了後の残光が長く動画像では尾を引いた画像になり
易く実用性がとぼしいという欠点も有している。

上記の緑色螢光体のほかに電子線励起で高い効率を示す
螢光体としてテルビウム付活希土類オキシハライド螢光
体が知られている。この螢光体は１９６７年に刊行され
たフィリップスリサーチレポート第２２巻４８１頁の論
文によって開示されている。

この内容はランタンオキシ臭化物、ランタンオキシ塩化
物、ランタンオキシ弗化物、イツトリウムオキシ弗化物
、イツトリウムオキシ塩化物及びイツトリウムオキシ臭
化物にテルビウムを活性剤として加え電子線励起で発光
せしめるというものである。

上記から電子線励起で発光出来るものとして有利である
との考察から発明者等はこれをカラー表示投写型映像装
置に上記の内からランタンオキシ臭化物について適用し
たが所期の目的を達成することが出来なかった。すなわ
ち発光色がＣＩＥ色度図上においてｘ＝　０．３５　、
　ｙ＝　０．５７となり、上記の場合のカラー表示は黄
色となって本発明で要求する緑色には不適である。また
投写型とした場合にその螢光面が過熱（８０℃程度以上
）すると急激に発光効率が低下するのである。更に上記
螢光体を構成する物質は化学的に不安定であり、これを
螢光面に塗着する工程で不所望な流れを生じて均一被膜
の形成が困難になり易いということが判明した。

また上記螢光体の内特にランタンとガドリニウムオキシ
ハライドについてはＪ、Ｇラバチン氏はＸ線と電子線励
起で高い効率をもつことを利用し、Ｘ線像変換器の螢光
面に適用して好結果が得られることを特公昭４９−３４
３１０号で開示している。特にランタンオキシ臭化物螢
光体はＸ線励起で最も高い発光効率が得られるとし、Ｘ
線増感紙に好適であるとしている。そして更に上記臭化
物螢光体は電子励起においても発光効率、高温特性等に
おいて有効であるとの開示が（米国電気化学会１９７９
年秋の年余のエクステンプイツトアブストラクトＮ１３
０６）ある。また白黒投写型映像装置に利用（低いテル
ビウム濃度で発光色が白色となること）して好結果の得
られたことが開示されている。

（米国電気化学会１９８１年春の年余エクステンプイツ
トアブストラクトＮｎ１５３） しかしながら上記で明らかのように、ランタンオキシ臭
化物螢光体においてはカラー表示投写型映像装置におい
ては所期の目的が達成されないことが判明した。

本発明者は上記の見知から臭化物螢光体ではカラー表示
投写型映像装置には上記の点で実施不可能であることか
ら更に研究を重ね希土類オキシハライド螢光体につき検
討を加えた結果テルビウム付活ランタンオキシ臭化物製
の螢光体がカラー投写型映像装置に適用できることを見
い出した。

ここで、カラー投写型映像装置を構成するには次のよう
な過酷な条件を充分に満足する必要がある。すなわち■
カラー表示の面から緑色の色再現性がよいこと（赤色及
び青色との色彩合成の面から）■高温度（６０°Ｃ以上
）における発光効率の低下がないこと、■高輝度特性で
あること、■経時変化が少ないこと、■化学的安定性が
高いこと、■製造性がすぐれていること、■残光特性が
すぐれていること等である。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した製造性をも満足し、しかも輝度向上
をも改善した新規なカラー投写型映像装置とその製造方
法の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明のカラー投写型映像装置は一般式ＬｎＯＣ１：Ｔ
ｂ　（但し、Ｌｎ　＝　Ｌａ　、　Ｙ　、　Ｇｄ　）で
表わす螢光体で形成され上記螢光体の表面を亜鉛、アル
ミニウムのシリケート類で被覆することを特徴とし、適
当量比の水ガラスと硝酸バリウムの沈降液を用いて。

ブラウン管のフェース内面に上記螢光体の沈降膜を形成
することからなる。すなわち、酸化ランタン（Ｌａ２ｈ
ｓ）のようなランタン源及び酸素源、酸化イツトリウム
（Ｙ２０ｓ）のようなイツトリウム源及び酸素源、酸化
ガドリニウム（Ｇｄ２０＋）のようなガドリニウム源及
び酸素源、酸化テルビウム（Ｔｂ２０ｍ）のようなテル
ビカム源及び酸素源並びに塩化アンモニウム（ＮＨ，Ｃ
ｌ）のような塩素源の各所定量をそれぞれ秤量し、これ
らをボールミルで充分に混合した後、得られた混合粉末
を石英ルツボに収容し、ここに適当量の例えば炭素をの
せた後８００〜１３００℃、　３０分〜３時間に亘って
焼成する。炭素をのせない場合には、全体を還元雰囲気
（例えば２〜５ｑ６の水素を含んだ窒素ガス）中で焼成
する。

得られた焼成物を冷却した後、例えばナイロンメツシュ
の袋に入れて水ぶるいし、充分に水洗してから、例えば
亜鉛シリケートで螢光体の表面を被覆し、水洗後１例え
ばアルコールで濾過し、ついで乾燥してから例えばステ
ンレス製ふるいにて６３０メツシユを通過した螢光体を
ブラウン管用螢光膜とした。なお、　Ｔｈ濃度を０．５
〜１０重量％の範囲に限定した理由は０．５未満では発
光色が青味がかり、輝度低下をまねくのみならず、赤、
青色発光ブラウン管と組合せた白色画像の低下をも生じ
る。一方１０重量係を越えると螢光体の粒状性が変化し
沈降法による螢光膜の形成が困難となり、螢光膜が流れ
てしまうためである。螢光膜の形成は一般式ＬｎＯＣ１
ｌ　：　’ｒｂ　（Ｌｎ　＝Ｌａ　−Ｙ　、　Ｇｄ　）
で表わす螢光体を用いて水ガラス（Ｋ、０・３ＳｉＯ２
）と硝酸バリウム（Ｂａ　（ＮＯｓ）　ｔ　）との適当
量比の沈降液を調整して形成される。すなわち、第１図
に示すようにブラウン管（１）のフェース面（２）の内
面に沈降法によって緑色発光螢光膜（３）を形成する。

次に赤色発光螢光体としてユーロピウム付活酸化イツト
リウム（Ｙ、０３：　Ｅｕ　）を用いて通常の手段で第
１図に示すようにフェース面（２）の内面に赤色発光の
螢光膜（３）を形成する。

更に青色発光螢光体として銀付活硫化亜鉛（ＺｎＳ　：
Ａｇ　）を用い上記赤色発光の螢光膜と同様に青色発光
膜（３）を形成する。

このようにして形成した緑、赤及び青を発光する螢光膜
を有するブラウン管ＩＪＩＧ、ＩＢを第２図に示すよう
に並列に並べ、この前方（フェース面側）に調整用レン
ズ４Ｒ，４Ｇ、　４Ｂを付設して各螢光面から放射され
る各発光色に応じた光を調整して所定間隙に離隔して付
設されたスクリーン（５）に焦点が合繊するように構成
してカラー投写型映像装置は構成されている。

〔発明の効果〕

上記の各ブラウン管ＩＲ，ＩＧ、　ＩＢにはその陽極に
約２８ＫＶの動作電圧を印加し、これによって螢光面に
電子線を射突せしめて発光させる。この場合においても
投写型特有の高い電子線を射突させた場合でも上記録色
発光の螢光膜（３）は約８０℃に上昇したが劣化がは゛
とんどなく発光輝度が従来のもの（亜鉛シリケート被覆
なしの螢光体）に対し約１０係向上していると共に更に
効率低下もほとんどなかった。また赤色発光の螢光膜及
び青色発光の螢光膜についてもほとんど劣化が起らない
上に赤。

緑、青の各色の発光輝度を夫々近似することが可能とな
り、かつその経時変化がほとんどないということから色
の再現性は従来の亜鉛シリケート被覆なしの螢光体を用
いた緑色発光ブラウン管の色度（ｘ　＝　０．３２９　
、　ｙ　＝　０．５８９　）とはソ同称（ｘ　＝　０．
３３２、Ｙ　＝　ｏ、！’）ｓ！５　）であり色の再現
性を大巾に拡大出来るという特徴を有する。

赤色発光螢光体はＹ、Ｏ，：Ｅｕ、青色発光螢光体はＺ
ｎ８　：　Ａｇを用いて各々の発光ブラウン管を形成す
る。そして緑色発光螢光体は上記第１表の実施例１〜４
に示すようニＬａ２０．、Ｙ、０．、Ｇｄ、Ｏ，、ＮＨ
，ＣＩｌ　。

Ｔｂ、０．の原料をそれぞれ秤量し、これらを良く混合
する。この混合物を石英ルツボに入れ、炭素を適量上に
乗せ、蓋をし、１２００℃、２時間焼成する。

炭素な乗せないときは還元雰囲気中で焼成する。

焼成物をナイロンメツシュの袋に入れ水ぶるいし、よく
水洗し、濾過をし、螢光体の重量を秤量する。

しかるのち、螢光体重量１００　ｇに対し、純水５００
ｍ１ｌを加えて攪拌し、２５チ濃度の水ガラス３ｍｌを
加え約１０分間攪拌する１、その後（０，４モル／ｌ濃
度のＺｎＳＯ４・７Ｈ２０を３０　ｍＡ！加えて約１０
分間攪拌し。

純水で洗浄後、エタノールで濾過して亜鉛シリケートの
被覆が終える。この亜鉛シリケートした螢光体をｉｏｏ
″Ｃ以上で乾燥し、第１表の実施例１〜４の緑色発光螢
光体を作りこれを用いる。

次に上記録色発光の螢光体を１．０ｇを純水及び２５チ
濃度の水ガラスを合計２００ｍ１になるような水溶液を
作り螢光体懸濁液を調整する。これをフインチブラウン
管に２チ濃度の硝酸バリウム溶液と純水の合計が４００
　ｍｌｌになるように加えて静置し。

この中に上記懸濁液を注いで３０分間静置する。螢光体
が沈降して膜を形成したのち、上澄液を流し出し螢光面
を得る。実施例１〜４で加えた２５係濃度の水ガラス量
は３０ｍ／　−２％濃度の硝酸バリウム量は２０ｍ１で
ある。なお、この亜鉛シリケートの被覆をした緑色発光
螢光体は、沈降液中での分散性が従来の同じ組成式をも
つ、亜鉛シリケート被【なし螢光体より優れていて、同
じ粒径のものなら、よりきれいな螢光膜が得られた。こ
れが、緑色発光ブラウン管輝度の再現性の確立と輝度向
上をもたらしたのであろう。

得られた螢光面の上にラッカーフィルミング処理により
有機物フィルムを形成し、さらにこの上にアルミニウム
膜を蒸着し、ペイキング後、電子銃をとりつけてブラウ
ン管を完成した。２８　ＫＶ　。

１２００　／ｊＡ、１３０　Ｘ　１００　ｍｍ’ラスタ
ーサイズにおける１ブラウン管輝度の相対値を第１表に
示す。

実施例３のブラウン管を２８ＫＶの加速電圧で室温で発
光させるときに得られる輝度を加える電流に対して表わ
し第３図に曲線ａに示す。電子線電流が６００ＩｉＡ以
上においても発光輝度が電子線電流に比例して上昇し、
本発明カラー投写型映像装置用として極めて適している
ことが明確である。なお比較のため従来の亜鉛シリケー
ト被覆なしの螢光体を螢光膜としたブラウン管の発光特
性曲線なりで示しである。

第４図は上記緑色、青色及び赤色発光のブラウン管のフ
ェース面の上昇温度に対する発光輝度の関係を示したも
ので１曲線イは緑色２口は青色。

ハは赤色の夫々発光色の相対輝度を夫々表わしたもので
ある。この輝度特性で明らかのように緑色発光の螢光体
イな中心にほぼ揃って居り、フェース面の温度上昇７０
℃以上においても極めて安定した輝度が得られる。これ
は各ブラウン管に印加する加速電圧を調整するに有利で
ある。緑色発光ブラウン管の上昇湿度に対する発光輝度
は亜鉛シリケート被覆の有無に関係なく第４図の曲線イ
に示す如く良好であった。更にまた相対輝度が上記のよ
うに揃っているので動作中の螢光面のｆ、　＆上昇があ
っても各ブラウン管から放射される各々の発光色の変化
が極めて少ないので安定したカラー画像が経時的変化な
しに得られる特徴がある。

なお上記各螢光体は相対的に輝度が揃っていることから
多少各々の加速電圧を低下させても発光色の変化はほと
んどなくわずかに輝度が低下するのみである。このよう
にすれば安定性が向上し電子線の螢光膜への射突速度を
緩和することが出来るので寿命をその分だけ伸ばすこと
が可能である。

なお上記赤色発光螢光体のほかに下記のものを用いるこ
とが出来る。Ｃａ８　：　Ｅｕ　、　ＹＶＯ，：　Ｅｕ
　、Ｌａ０Ｃ１：Ｅｕ 更にまた青色発光螢光体についても下記のものを用いる
ことが可能である。Ｃａ８　：　Ｂｌ　−８ｒＳａ　（
ｈｐ８．　：Ｃｅ　、　Ｌａ０ＣＡ　：　Ｔｍ 第２表ニ２８に′ｖ１２ｏｏμＡ（ラスター・サイズ１
３×１．０ＣＲ）の入力条件の当社製カタログ１１１ｋ
ｌＥ２８８４　ノフインチブラウン管で６０分間動作さ
せたときに得られる緑色発光しているブラウン管の輝度
を比較例２種類と比較して示す。比較例１はテルビウム
付活酸硫化ガドリニウム螢光体のブラウン管であり。

比較例２は従来の亜鉛シリケート被覆なしのテルビウム
付活ランタンオキシ塩化物螢光体のブラウン管である。

第２表　（フートランベルト　） この表より明らかのように本発明の装置に用いられる緑
色発光ブラウン管の輝度は比較例１に対し１９８係の明
るさになり、また亜鉛シリヶニト被覆なしのブラウン管
に対し１１１チ明るいことがゎがる。

第５図の色度図上に２８　ＫＶ　１２００μＡの条件で
測定したときの例３のブラウン管の発光色度点をＧ。

で示す（ｘ　＝　０．３３２７　＝　０．５８５　）　
。比較のたメＧ、＋ニーテルビウム付活酸硫化ガドリニ
ウム（ｘ　＝　Ｑ、３２５　。

ｙ　＝　０．５４３　）　、Ｇａにマンガン付活けい酸
亜鉛の色度点（ｘ　＝　０．２１２　、　ｙ　＝　０．
７０１　）を示す。この図より０１は直視型カラーブラ
ウン管の緑色領域に近く白色画面を出すのに有利でかっ
Ｇｔより色再覗１域の広いことがわかる。

このブラウン管を投写型映像装置に実装して、視感評価
したところ、投写スクリーン上の焦点もよく、カラー画
像として従来の亜鉛シリケート被覆なしのものより明る
く、緑色の美しい利点が証明された０、またブラウン管
のヤケや温度上昇による緑色発光成分の低下が少いため
カラー画像の経時変化が生じなかった。そして、ブラウ
ン管輝度の再現も良く製造性が容易になった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明カラー投写型映像装置を説明するためのもの
で第１図はブラウン管の側面図、第２図は装置の概略図
、第３図及び第４図は特性図、第５図は発光色度領域を
示すＣＩＥ色度特性図である。 代理人弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第　１　
図 第２図 ８ 第４図 ブラウン層加山昇」し曳 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）三原色発光スクリーンを有する３つのブラウン管
   の組からなるカラー投写型映像装置において緑色発光成
   分が一般式ＬｎＯＣ／：ｘＡ　（但し、ＬｎはＬａ、Ｙ
   及び山の少なくとも１つＡはＴｂをＸはＬｎＯＣｌに対
   し０．５〜１０重量係を満足する数字を表わす、）で示
   される螢光体の少なくとも１つで形成されかつ、この螢
   光体が硅酸亜鉛、硅酸アルミ、ニウムの少なくとも１種
   で１１　Ｎされていることを特徴とするカラー投写型映
   像装置。 （２、特許請求の範囲第１項において螢光体が沈降法に
   より形成されることを特徴とするカラー投写型映像装置
   。