JPH02250242A - 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］ 本発明は、テレビジョンの陰極線管の内面と、該陰極線
管の内面に塗布された蛍光体層の間に設けられた、高屈
折率材料と低屈折材料の交互の複数層からなる光学干渉
フィルターを有する陰極線管、とりわけ該蛍光体面に対
向配置された投写レンズを介して、前方の映像をスクリ
ーンに拡大投影する投写型陰極線管に関するものである
。

［従来の技術］ 画像をスクリーン上に投写して大型画像表示を行う投写
型テレビジョンによる表示は、第４図ｆ８＋に示される
ように、投写型陰極線管４１からの光をレンズ４２で集
光する光学系が、青、緑、赤の３原色についてあり、そ
れぞれの画像をスクリーン４３上に投写することにより
行われる。ここで用いられる投写型陰極線管４１は、第
４図（ｂ）で示されるように投写型陰８ｉ！１ｊ１管４
１の内面に蛍光体層４４が塗布され、この蛍光体層４４
と投写型陰極線管内面との間に、ショートバスエッヂフ
ィルタなどの交互層からなる光学干渉フィルタ４５が設
けられる。かかる光学干渉フィルタとしては、第５図に
示されるように、蛍光体の発光スペクトルの中心波長λ
より若干長い波長λ。をカットオフ波長とする光学干渉
フィルタが用いられ、このような光学干渉フィルタは特
開昭６１−２７３８３７に開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した発光体層と光学干渉フィルタの接着媒体として
は水ガラスが用いられるので、該光学干渉フィルタの最
も外側の層は水ガラスと密着生が良好なＳｉＯ□、また
は５ｉ０２を主成分とする層である膜構成にすることが
、実用的な密着力を確保するうえで好ましい。最も外側
の層をＳｉＯ□からなる低屈折率材料の層とするショー
トバスエッヂフィルタは、低屈折率材料からなるカット
オフ波長の１／４の光学膜厚を有する層をり、高屈折率
材料からなるカットオフ波長の１／４の光学膜厚を有す
る層をＨで表すと、その膜構成は（Ｌ／２　　ＨＬ／２
）を繰返し単位とする多層膜に制限されてしまう、投写
型陰極線管の内面に被覆される、ショートバスエッヂフ
ィルタに必要な性能としては、前記した蛍光体層との密
着性が良好なことの他に、透過帯での該蛍光体の発光ス
ペクトルの波長が関与する帯域で透過率が高いこと、反
射帯域で透過。

率が低いことが重要であり、また透過帯域で透過率のリ
ップルが少ないことが好ましく、さらに設計された膜構
成が実際の膜の被覆にあたっては、容易に膜厚制御がで
き、作業性よく光学干渉フィルタを製作できることが重
要である。

しかしながら、上記特開昭６１−２７３８３７に開示さ
れている＜　ｔ、　／　２　　Ｈｔ、　／　２　）を繰
返し単位とする光学干渉フィルタは、本質的に透過域で
の透過特性のリップルが大きく、このリップルを防止す
るために各層の光学膜厚を、カットオフ波長λ。の１／
４より少しづつ変化させることが必要である。そのため
膜の被覆に際しては、光学モニタではモニタ光量のピー
ク値で各層の膜厚を制御することができず、所定の膜設
計値に正確に制御して膜を被覆することが困難となり、
作業性良く光学干渉フィルタを製作することが困難であ
るという問題点がある。

［課題を解決するための手段］ 前記した問題点を解決する、すなわち蛍光体との密着性
が良＜、透過域でのリップルが少く、かつ膜の光学膜厚
の制御が容易な光学干渉フィルタの膜構成は、光学膜厚
が該蛍光体の発光スペクトルの中心波長λより大きいカ
ットオフ波長λ。のほぼ０．２５倍である低屈折率材料
の層と高屈折率材料の層とが交互に積層され、かつ両外
側の層が低屈折率材料の層である周期交互層を有し、該
周期交互層と該蛍光体層との間に該蛍光体層から０．０
５λ。〜０．２λ。あるいは０．４７λ。×ｍ±０．１
２λ。（ｍは１以上１０以下の整数）の光学膜厚のＳｉ
ｎ、またはＳｉＯ□を主成分とする層と、はぼ０．２５
λ＋０．１２５λ。の光学膜厚の高屈折率材料の層が順
次膜けられ、さらに該周期交互層と該表示窓内面との間
に０．２５λ＋０．１２５λ。の光学膜厚の高屈折率材
料の層が設けられたものである。

光学膜厚がカットオフ波長λ。のほぼ０．２５倍である
高屈折率材料の層、および低屈折率材料の層をそれぞれ
Ｈ，Ｌ、　　とし、光学膜厚が該蛍光体の発光スペクト
ルの波長λのほぼ０．２５倍の高屈折率材料の層をＨ”
、光学膜厚が０．０５λ。〜０．２λ。あるいは０．４
７λ。×ｍ±０．１２λ。

（ｍは１以上１０以下の整数）の５ｉｆｔまたはＳｉｎ
ｇを主成分とする層をＬ゛で表すと、本発明にががる光
学干渉フィルタが蛍光体層と接着された状態は（１）式
で表すことができる。

蛍光体層／Ｌ’Ｈ’（Ｈ／２）　（ＬＨ）Ｋ　Ｌ　（）
Ｉ／２）Ｈ’／表示窓内面　　　　　　　　　　＜１１
ここでｋは、ＬとＨの一対の層の繰り返しを表す整数で
ある。

（１）式は、カットオフ波長λ。の０．２５倍を光学膜
厚とする層については、（Ｉ（／２　　Ｌ　　Ｈ／２）
を基本繰り返し構造を有すると解される。ｋが１より小
さい、すなわち周期交互層の層数が３より小さいと、カ
ットオフ波長λ。における透過率の遮断特性が敏鋭でな
くなり、蛍光体から出射される光の角度に対する遮断特
性が劣化し、さらに反射帯域の透過率が高くなる。また
ｋが９より大きい、すなわち周期交互層が１９層より大
きいと、光学干渉フィルタの光のカットオフ特性や透過
帯の透過率、リップルなどの特性は良化するが、光学干
渉フィルタの製作に多大の時間を要するようになり、か
つ、より精度の高い膜厚および膜の屈折率の制御を必要
とするので、光学干渉フィルタの製作の再現性が低下す
る。したがって、本発明にかかる光学干渉フィルタのカ
ットオフ波長λ０の０．２５倍の光学膜厚を有する周期
交互層の層数は、３〜１９層が好ましく、９層〜１７層
が最も好ましい。

発光スペクトルの中心波長λと周期交互層の設計基準と
なるカットオフ波長λ。の関係は、λ。

は１．１０λより大きく、１．５０λより小さいことが
好ましく、さらにはλ。は１．１０λより大きく１．３
５λより小さいことが最も好ましい。λ。が１．１０よ
り小さいとカットオフ波長が蛍光体の発光スペクトルの
中心波長から広がるスペクトル帯内にいり込み、出射光
量を減じる恐れが生じる。

一方λ。が１．５０λより大きくなると、透過帯のリッ
プルの大きい領域が発光スペクトルの中心波長に接近し
、大きい出射角度で蛍光体からでる光の遮断が不十分と
なる。さらに、光学干渉フィルタの各層の厚みが増える
ので生産性の観点からも好ましくない。

蛍光体層に対面して設けられるＳｉＯ□または５ｉ０２
を主成分とする層は、その光学膜厚が上記した範囲をは
ずれる場合は、透過帯域の透過率を著しく低下させる。

したがって０，０５λ。〜０．２λ。あるいは０．４７
λｏＸｍ±０．１２λｏ　　（ｍは１以上ＩＯ以下の整
数）の範囲内が好ましく、作業時間。

光学特性、密着性を考慮すると、特に０．４λ。〜０．
５λ。の範囲が好ましい。ここでＳｉｎｇを主成分とす
る層は、ガラス質の層であることが好ましく、ガラス組
成としては、コーニング（ＣＯＲＮＩＮＧ）社９０６８
、アールシーニー（ＲＣＡ）社Ｇ９９９などの組成を有
する層とすることもできる。

また本発明にかかる高屈折率材料として使用できるもの
は可視域での屈折率が１．８以上の膜になる材料であれ
ばよ＜　、ＴｉＯ２，ＴａｚＯｓ＋　ＺｒＯ２，ｐｒｏ
２゜５ｎＯｚ、　ＰｒＴｉＯ３，ＩｎｚＯａ　＋　Ｚｎ
Ｏからなる群から選ばれた１つまたは少くとも２つ以上
の混合物からなるものが好ましく、さらにはＴｉ（ｈの
膜が最も好ましい。低屈折率材料として使用できるもの
は、５ｉ０２またはＭｇＦ　ｚが好ましく、得られる光
学フィルタの良好な耐久性を確保する観点からＳｉｎｇ
が最も好ましい０本発明の光学干渉フィルタは、１／４
波長の光学膜厚を制御する通常の光学モニタを備えた真
空蒸着装置により、加熱された投写型陰極線管の内面に
エレクトロンビーム加熱方式により、被覆材料を蒸着さ
せる真空蒸着法・や、スパッタリング法により製作する
ことができる。

［作　用］ 本発明にかかる（Ｈ／２　　Ｌ　　Ｈ／２）を基本繰返
し構造とする周期交互層は、光の干渉作用により光の波
長に対する選択透過性を与えるとともに、発光体からの
出射光に指向性を与える。この交互層の両外側に設けら
れる高屈折率材料からなる層Ｈ゛は、透過帯域のリフプ
ルを少なくする作用をし、蛍光体層に対面して設けられ
るＳｉＯ□または、ＳｉＯ！を主成分とする層は、光学
干渉フィルタの光学特性を劣化させることなく、蛍光体
層と光学干渉フィルタを水ガラスで接着するに際し、密
着性を向上させる作用を有する。

［実施例］ 真空蒸着装置に、対角方向の長さがツイフチの投写型陰
極線管のフェースプレートを、厚み１．１鰭、直径３０
ｆｌのガラス板とともに回転持具にセットし、３００℃
に加熱しながら、真空槽内を６、７　Ｘ　１０−’Ｐａ
に真空排気した。電子ビーム加熱用の相異なる水冷るつ
ぼに、粒状の石英ガラスおよびＴｉ（ｈ焼結ベレットを
充填し、外部からガス導入バルブを調節して真空槽内に
酸素を導入し、一定の酸素分圧下で蒸着した。ＴｉＯ２
膜の被覆に際しては４．　ＯＸ　１０−”Ｐａに、Ｓｉ
０ｇ膜の被覆に際しては、１．３　Ｘ　１０−”Ｐａの
酸素分圧になるように調節した。

光学膜厚が１６５鰭ｍのＴｉＯ，ｌｉｉ　ＣＨ層）およ
び５ｔ（ｈｌｌｉ　（Ｌｌｉ）　、　光学膜にカ１３６
ｒｕ＋＋（７）ＴｔＯＪｉ　（Ｈ’層）の被覆には、そ
れぞれ６６０鰭ｍ、５４４鰭ｍの波長の単色光を用いた
光学モニタのいわゆる１７４波長制御により膜厚制御を
行った。８２．５　ｎｍの光学膜厚のＴｉ０１層（１／
２Ｈ層）は、波長６６０ｎｍの単色光により、光学モニ
タの蒸着中に記録される透過率曲線から膜厚を定めた。

また最後の５ｉｎｆ層の２８５．５鰭ｍの光学膜厚は、
波長６６０ｎｍの単色光を用いた１７４波長制御に基づ
いて行った。前記した光学膜厚のＴｉｏｚ層、　５ｉ（
ｈ層を交互に被覆することにより、蛍光体の発光中心が
５４４ｎｎ＋である投写管に適用できる、第１表に示す
膜構成の光学フィルタを作成した。フェースプレートと
同時に回転持具にセットしたガラス板を、真空装置より
取外し、そのガラス板の分光透過特性を測定し第２図の
破線を得た。

第１表 ［比較例］ 実施例と同じ真空蒸着装置に、対角の長さがツイフチの
投写型陰極線管のフェースプレートを、厚み１、ｌａｗ
、直径３０ｍのガラス板とともに回転持具にセットし、
３００℃に加熱しながら、真空槽内を６．７　Ｘ　１０
−’Ｐａに真空排気し、Ｓｉｎ、膜およびＴｉｏｚ膜を
それぞれ１．３　Ｘ　１０−”Ｐａ、　　４．ＯＸ　１
０−”Ｐａの酸素分圧で蒸着し、第２表に示す膜構成の
サンプルを得た。ここでＳｉＯ□膜およびＴｉ０ｚ膜の
光学膜厚を、１／４波長の厚みである１６５鰭ｍより、
表１に示すように層の中央部分で小さく、層の両端に近
づくにしたがって大きくした。得られたガラス板の分光
透過率を第２図の実線で示す。

また、第３図の実線は、実施例で得た光学干渉フィルタ
に、波長が５４４ｎｍの単色光を入射させた場合の透過
率の入射角度依存性を示し、第３図の破線は比較例の光
学干渉フィルタの特性を示す。

第３図から、本発明にかかる光学干渉フィルタは、より
良好な透過率の入射角依存性を有していることが分る。

上記の投写管について表示窓面に対して法線方向に５４
４ｎｍの単色光を照射し、実球輝度測定を行なった結果
および、蛍光体の塗布性を調べた結果を第３表に示す。

第３表から本発明にかかる光学干渉フィルタを有する投
写管は、高い輝度が得られ、かつ、蛍光体の塗布性が良
いことが分かる。

蛍光体が青色（発光の中心波長がたとえば４５０ｒｖ）
の場合は、カットオフ波長を５４０ｎｍ蛍光体が赤色（
発光の中心波長がたとえば６１２ｎｍ）である場合は、
カットオフ波長を７４０ｎｍとすることにより、前記し
た実施例と同様にして、青色または赤色の光の投写管の
内面に光学干渉フィルタを被覆することにより、３原色
の投写管にそれぞれ適用できる光学干渉フィルタを得る
ことができる。

［発明の効果］ 本発明にかかる、改良された光学干渉フィルタが設けら
れた陰極線管は、蛍光体の発光輝度を大きく取り出すこ
とができるので、投写管として使用するときは、明るい
映像を得ることができる。

また設けられる光学干渉フィルタは、蛍光体とＳｉＯ□
またはＳｆＯ□を主成分とする層で接しているため、蛍
光体と密着性が良く、ピンホールの発生が少ないので、
高品質の映像が得られる。さらに光学干渉フィルタの作
成にあたっては、作業性が良いので効率よく製作で′き
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる光学干渉フィルタを模式的に
示した拡大断面図、第２図は本発明の光学干渉フィルタ
と従来の光学干渉フィルタの透過特性を示す図、第３図
は本発明の光学干渉フィルタおよび従来の光学干渉フィ
ルタの透過率の入射光の角度依存性を示す図、第４図は
光学干渉フィルタが投写管に設置されている状態、およ
び映像が投写テレビジョンにより投射されている状態を
示す図である。 １・・・陰極線管、２・・・光学膜厚がほぼ０．２５λ
＋０、１２５λ。である高屈折率材料の層、３・・・光
学膜厚がほぼ０．２５λ。である低屈折率材料からなる
層、４・・・光学膜厚がほぼ０．２５λ。である高屈折
率材料からなる層、５・・・５ｉｙｘまたはＳｉＯ□を
主成分とする層、６・・・周期交互層、７・・・光学干
渉フィルタ、４１・・・陰極線管、４２・・・レンズ、
４３．・・・スクリーン、４４・・・蛍光体層、４５・
・・光学干渉フィルタ。 第 図 波 入λＯ 長（ｎｍ　） 第５ 因

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）陰極線管の表示窓の内面上に設けられた蛍光体層と
   該表示窓との間に、高屈折率材料の層と低屈折率材料の
   層との交互層からなる光学干渉フィルタが設けられた陰
   極線管において、該交互層が ａ）該蛍光体の発光スペクトルの中心波長λより大きい
   カットオフ波長λ＿０のほぼ０．２５倍の光学膜厚を有
   し、かつ最も外側の層が低屈折率材料の層である少なく
   とも３層からなる周期交互層と ｂ）該周期交互層と該蛍光体層との間に、該蛍光体層側
   から順次設けられた０．０５λ＿０〜０．２λ＿０ある
   いは０．４７λ＿０×ｍ±０．１２λ＿０（ｍは１以上
   １０以下の整数）の光学膜厚のＳｉＯ＿２またはＳｉＯ
   ＿２を主成分とする層および、ほぼ０．２５λ＋０．１
   ２５λ＿０の光学膜厚の高屈折率材料の２つの層と ｃ）該周期交互層と該表示窓の内面との間に設けられた
   、ほぼ０．２５λ＋０．１２５λ＿０の光学膜厚の該高
   屈折率材料の層とからなる光学干渉フィルタである陰極
   線管 ２）該光学干渉フィルタのカットオフ波長λ＿０が１．
   １０λ＜λ＿０＜１．５０λである特許請求範囲第１項
   記載の陰極線管 ３）該周期交互層の層数が３〜１９である特許請求範囲
   第１項または第２項記載の陰極線管 ４）該高屈折率材料の層がＴｉＯ＿２、Ｔａ＿２Ｏ＿５
   、ＺｒＯ＿２、ＨｆＯ＿２、ＳｎＯ＿２、ＰｒＴｉＯ＿
   ３、Ｉｎ＿２Ｏ＿３からなる群から選ばれた１つまたは
   少なくとも２つ以上の混合物であり、該低屈折率材料の
   層がＳｉＯ＿２またはＭｇＦ＿２である特許請求範囲第
   １項乃至第３項のいずれかの項記載の陰極線管