JPH03167738A - 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、荷電粒子線の照射により発光する蛍光膜を有
するディスプレイデバイス等の陰極線管に関する。

〔従来の技術〕

これまでのカラ．一陰極線管では、蛍光膜の冷却はほと
んどなされておらず、自然放冷の状態であった。また、
投射型陰極線管の場合、以前は自然放冷、もしくはファ
ンによる強制空冷が主であったが、最近では高密度照射
により高輝度を実現しようとするために管面温度がかな
り上昇してしまうので、液冷式のタイプを用いるように
なってきた〔アイ・イー・イー・イー　トランザクショ
ンズ　オン　コンシューマ　エレクトロニクス（ＩＥＥ
Ｅ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｎｓｕｍｅ
ｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）（Ｅ−２７，Ｎα３．Ｐ
Ｐ４７８　（１９８１））。

この方法は、陰極線管のパネル前面にエチレングリコー
ル水溶液を注入した層を設け、管面の温度上昇を抑制し
たものである。しかしながら、大画面・高精細のカラー
陰極線管のニーズが高まっている最近では，従来にもま
して高輝度達成の要求が強く、これまでの冷却方式では
今後のニーズに対して十分対向しきれなくなることは明
らかである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、高密度電子線を蛍光膜に照射した時に
蛍光膜に蓄積される熱の放散に関して配慮が不足してい
た。陰極線管の管面温度の上昇は、蛍膜の発光効率を低
下させ、また輝度寿命を低下させる原因となっている。

また、温度上昇に伴い、蛍光体の発光スペクトル幅が広
がるため、発光色の色純度が悪くなってしまう。特に、
電子の加速電圧が２５ｋＶ以上、照射面積当りの電流密
度が０．１ｍＡ／一以上で上記劣化が顕著となる。そこ
で、より効果的に温度上昇を抑制した陰極線管を提供す
ることが本発明の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達或するために、本発明においては、従来技
術に無い強力な冷却手段を採用した。例えば、異種の導
体あるいは半導体の接点に電流を流し、熱を吸収させる
いわゆるペルテイエ効果を利用すると、室温以下の温度
も容易に達成できる。

そこで、この冷却素子を陰極線管の外側に装備すれば、
蛍光面の温度上昇を抑制するのに大いに効果がある。

また、従来の液冷式で装備したエチレングリコール水溶
液の層を冷却し、間接的に蛍光面を冷却する。この構成
によれば、エチレングリコール水溶液の層を顔料を混合
させて発光色の純度を良くすることができるという利点
と温度上昇の抑制策を同時に実現できる。

〔作用〕

蛍光体のような発光材料の場合、試料温度が高くなると
通常発光効率が減少する、いわゆる温度消光という現象
が知られている。一方、励起条件を高くした場合，発生
する熱が誘因となって発光材料が劣化してしまうという
問題がある。さらに、前にも触れたように、温度上昇に
よって蛍光体の発光スペクトル幅が広がるため，発光色
の色純度が悪くなってしまう。温度消光の場合、試料温
度を下げると減少した効率は回復するので、可逆的な現
象であるが、輝度劣化に関しては一度生ずると不可逆現
象であるので回復しない。従って、励起条件を高くして
高効率の状態をできるだけ維持するためには、試料表面
に熱が蓄積されないように放散を良くすることが必要で
ある。

上述のべルテイエ効果を利用した冷却方法では、冷却素
子が直接低温になるので、陰極線管に装着することで容
易に温度上昇の抑制ができる。また、陰極線管は、通常
高電圧で駆動されており、冷却方法としての安全性を考
慮する必要がある。しかし、ペルテイエ素子は、電流を
素子に流すのみの簡単な構造で無雑音、無振動かつ電磁
波を発生しむい効果的な冷却が実現できるので、安全上
，また特性上の面で全く問題がない。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例工 まず、発光出力および輝度劣化と陰極線管の管面温度の
関係について青色蛍光体Ｚ　ｎ　Ｓ　：　Ａ　ｇ　＋Ａ
Ｑを用いて調べた。輝度劣化を表わす尺度として、高密
度電子線照射の前後における発光出力比（輝度維持率）
を採用した。この輝度維持率は、■に近いほど蛍光膜が
輝度劣化しにくいことを示している。

発光強度の測定条件は、加速電圧３０ｋＶ，カソード電
流０．２５ｍＡ，５０［ＩＸ５０１１１１１　ラスタで
行い、また輝度劣化の測定における強制劣化時には、加
速電圧３　０　ｋＶ，カソード電流０．２ｍＡ１０ｍａ
＋Ｘ１０ｎｎラスタで１時間照射した。その結果を第↓
図に示す。同図において、曲線Ａは相対発光出力比，Ｂ
は輝度維持率を示す。この図から分かるように、管面温
度が６０゜Ｃを越えると発光出力が２０％以上も低下し
、また輝度維持率が０．７　　を下回り、輝度劣化が大
きな問題となる。

一方、管面温度が室温以下になると、空気中の水蒸気が
凝集してしまう恐れがあり，高電圧のかかる陰極線管の
使用環境としては大変危険な状態になってしまう。従っ
て、陰極線管の発光特性を考えた際、室温から６０℃の
範囲が最も望ましい使用温度である。

試作した陰極腺管は、フェースプレートガラス側面に熱
伝導性の良いアルミニウムを帯状に巻いて固定したもの
で、このアルミニウムバンドにペルテイエ素子を接着し
、冷却できるように装着した。冷却素子を装着した陰極
線管を第２図に示す。

本実施例で使用した陰極線管は７インチ投射管である。

この蛍光膜の温度上昇を抑制したときの発光強度と高密
度電子線照射による輝度劣化の度合いを、冷却しないと
きと比較して第ｌ表に示す。

第工表（青色投射管の発光特性） 本実施例によれば、陰極線管の発光特性に対する冷却の
効果が大きく、高輝度化が実現でき、また輝度劣化を低
減できることがわかる。

実施例２ エチレングリコール水溶液を注入した液冷タイプの青色
投射管に、実施例１と同様にペルテイエ素子を装着した
。本実施例では、エチレングリコール水溶液の注入部分
を外側から冷却する構造を採用した。実施例１と同一条
件で、発光特性に対する冷却の効果を調べた。第２表に
その結果を示す。

第２表（青色投射管の発光特性） 本実施例によれば、実施例１と同様に陰極線管の発光特
性を大幅に改善できることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、陰極線管の蛍光面を冷却する新たな方
法を付加することにより、高密度電子線を蛍光面に照射
したときの発光特性を大幅に改善できる。すなわち、高
輝度および輝度寿命特性に優れ、また温度上昇に伴う発
光色のずれを低減した陰Ｆｉ線管を実現できるので、大
画面・高精細の表示装置として高品位化に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、相対発光出力及び輝度維持率の管面温度依存
性を示したグラフ、第２図は、本発明の一実施例になる
強制冷却陰極線管の一部断面を示す側面図である。 １・・フェースプレートガラス、２・・・蛍光膜，３・
・ファンネル、４・・・アルミニウムバンド、５・・・
冷却素子、６・・・放熱用フィン、７・・ネック管。 Ｈケ 刀 図 譬面温蔑 （゛Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、室温中の開放状態で、加速電圧２５ｋＶ以上、照射
   面積当りの電流密度０．１ｍＡ／ｃｍ＾２以上の高密度
   励起で作動した定常状態において、管面温度が室温以上
   ６０℃以下になるように強制冷却したことを特徴とする
   陰極線管。 ２、冷却構造として、フェースプレートガラス側面に熱
   伝導性の良い金属からなる冷却機構を有する陰極線管に
   おいて、この冷却機構部を雑音、振動あるいは電磁波を
   発しない別の冷却機構でさらに強制冷却することを特徴
   とする陰極線管。 ３、フェースプレート外面に接触した液体とその液体の
   対流もしくは循環あるあはその両方により、フェースプ
   レートガラスを冷却する機構を有する陰極線管において
   、その液体を雑音、振動あるいは電磁波を発しない別の
   冷却機構でさらに強制冷却することを特徴とする陰極線
   管。 ４、上記の強制冷却機構が、ペルテイエ効果を利用した
   ものであることを特徴とする請求項１もしくは２記載の
   陰極線管。