JPH03241642A

JPH03241642A - 陰極線管フェースプレート

Info

Publication number: JPH03241642A
Application number: JP3933890A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Maeda; 真寿前田; Yoshiyuki Hanada; 良幸花田; Yasukazu Morita; 森田　安一; Yasuhiko Uehara; 上原　保彦
Original assignee: Hitachi Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-28

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Ｊ本発明は、テレビジョンの陰極線管フェースプレートの
内面と、前記陰極線管フェースプレートの内面に塗布さ
れた蛍光体層の間に設けられた、高屈折率材料と低屈折
率材料の交互の複数層からなる光学干渉フィルタを有す
る陰極線管フェースプレート、とりわけ蛍光体面に対向
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のフェースプレートに
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３図（ａ）に示される
ように、各々、単一の青、緑、赤色を発光する３体の投
写型陰極線管３１からの光をレンズ３２で集光する光学
系が、青、緑、赤の各々の陰極線管についてあり、それ
ぞれの画像をスクリーン３３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３１には、第
３図（ｂ）で示されるように陰極線管フェースプレート
１の内面に蛍光体層７が塗布され、この蛍光体層７と陰
極線管フェースプレート１の内面との間に、ショートバ
スエツジフィルタなどの交互層からなる光学干渉フィル
タ６が設りられたものがある。かかる光学干渉フィルタ
としては、たとえば第４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６１−２７３８３
７号に開示されている。

［発明が解決しようとする課題］上記した陰極線管フェースプレートに設けられる光学干
渉フィルタに要求される性能としては、光の波長選択性
が良好なうえに、電子線が照射されて発光する蛍光体の
光を、効率よ（陰極線管フェースプレートの表示窓の外
部に取り出せることが必要である。このため照射される
電子線やＸ線により光学干渉フィルタが着色して黒化す
る、いわゆるブラウニング現象が生じないことが重要で
ある。

しかしながら、従来の真空蒸着法により光学干渉フィル
タを設けた陰極線管フェースプレートでは、電子線の連
続照射により着色が生じ、効率よく蛍光体の発光を外部
に取り出せなくなるという問題点がある。

本発明は、長時間にわたり電子線やＸ線が照射されても
ブラウニング現象が生じない光学干渉フィルタが設けら
れ、表示窓外部に効率よく蛍光体の発光を取り出すこと
ができる陰極線管フェースプレートを提供するものであ
る。

［課題を解決するための手段］本発明は、陰極線管フェースプレートの表示窓の内面に
設けられた蛍光体層と前記表示窓との間に、高屈折率酸
化物層と低屈折率酸化物層とが交互に積層された層から
なる光学干渉フィルタが設けられた陰極線管フェースプ
レートであって、前記交互に積層された層が、減圧した
０２を含む雰囲気中で、前記酸化物または酸化されて前
記酸化物となる元素を蒸発させ、しかるのちＯ２イオン
を前記酸化物層に照射しながら被覆することにより積層
した層である陰極線管フェースプレートである。

本発明の交互に積層される高屈折率の酸化物の層および
低屈折率の酸化物の層の被覆は、減圧された雰囲気中で
０２イオンを積層する層に照射しながらおこなわれる。

積層する層にＯ２イオンを照射する手段としては、ソサ
イエティ・才ブ・バキューム・コーターズ、プロシーデ
ィング・オブ・ザ・２７アニユアル・テクニカル・コン
ファレンス（Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｃ
ｏａｔｅｒｓ、　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆｔｈｅ
　２７ｔｈ　Ａｎｎｕａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ）　Ｐ　７６〜８３で開示されている
コールドカソード型イオン源や、米国特許第４６８４８
４８号公報で開示されているエンドホール型イオン源や
、米国特許第４４４８８０２号公報に開示されている大
電流プラズマイオン源を用いることができる。また交互
層を積層するにあたっては、層となる酸化物を電子銃に
よる加熱あるいは抵抗加熱により蒸着する方法や、酸化
物となる元素あるいは酸化物のターゲットを用いるスパ
ッタリング法、アーク蒸着法、イオンビームスパッタリ
ング法などを用いることができる。

減圧したＯ２を含む雰囲気中のＯ２分圧は０．０１３〜
０、０９Ｐａを用いることができ、とりわけ０．０２６
〜０．０５４　Ｐａが好ましい。Ｏ２の分圧が０．０１
３　Ｐａより小さいと蒸発物質が蒸発中に熱分解し、積
層される層中の酸素量が不足し、層は吸収を帯びるよう
になるので好ましくない。一方、Ｏ２の分圧が０．０９
Ｐａより大きいと積層される層の緻密度が低下するので
好ましくない。また前記した交互層を被覆するときの陰
極線管フェースプレートは、１００〜２５０℃に加熱す
るのが好ましい。１００℃より低い温度、あるいは２０
０℃よりも大きい温度では、積層された層の耐電子線着
色性が顕著ではないがやや低下する。通常、本発明に用
いられる、積層するときに層に照射する０２イオンのエ
ネルギーは３０〜２０００ｅｖで、とりわけ３００〜２
０００ｅｖが好ましく、照射する０２イオンのイオン電
流密度は５ＩＬＡ〜１ｍＡ、とりわけ１０〜１００ＩＬ
Ａが好ましく用いられる。

本発明にかかる交互に積層される層の高屈折率酸化物層
は、Ｔｉ０ｚ、　Ｚｒ０ｚ、Ｔａ２０５．Ｈｆ０ｚなど
を用いることができ、とりわけ高い屈折率が得られるＴ
ｉ０ｚまたはＴｉＯ□を主成分とする物質が好ましい。

また低屈折率酸化物層は、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ□を
用いることができる。

また、Ａ１□０３単独の屈折率よりも実質的に屈折率を
高くしない程度に他の酸化物を添加したＡｌ２Ｏ，を主
成分とする物質も、もちいることができる。

光学干渉フィルタの耐電子線着色性を十分に確保し、か
つ、光のカットオフ特性を良好にするためには高屈折率
酸化物層をＴｉＯ□、かつ、低屈折率酸化物層をＡｌ２
Ｏ３にするのが最も好ましい。

また、本発明にかかる光学干渉フィルタの層数は、必要
とする光学特性たとえば、カットオフ特性の急峻度、反
射帯の光の洩れの許容度などにより決められ、通常５〜
３０層、好ましくは１０〜２５層とされる。

また、電子線の照射による発光する蛍光体層の発光スペ
クトルの中心波長λと光学干渉フィルタの設計基準とな
るカットオフ波長ん。どの関係は、λ。は１．０６λよ
り大きく、１．４６λより小さく設定される。ん。が１
．０６Ｌ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。一方ん。が１．
４６λ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。前記した理由により、λ。は１．
１０んより大きく１．３５んより小さいことが最も好ま
しい。本発明の陰極線管フェースプレートに用いられる
蛍光体は、とくに限定されるものでなく、たとえば緑色
発光体として、イツトリウム・アルミニウム・ガーネッ
ト・テルビウム（ＹＡＧ：Ｔｂ）　、赤色発光体として
ユーロピウム活性化酸化イツトリウム（ＹｔＯ，：ＥＵ
　）　、青色発光体として硫化亜鉛銀（ＺｎＳ：Ａｇ）
などの公知の蛍光体を用いることができる。またフェー
スプレートとしては、公知のガラス製のフェースプレー
トであればとくに限定されないが、Ｘ線吸収性のフェー
スプレートが画像表示に際して人体への安全面から好ん
で用いられる。

［作用］本発明にかかる光学干渉フィルタを構成する、交互に積
層された高屈折率の酸化物層と低屈折率からなる酸化物
層は、層が被覆されるときに反応活性なＯ２イオンが照
射されるので、膜は化学量論組成が確保される。さらに
被覆に際しては、若干の表面層にスパッタリングをとも
ないながら層の堆積がおこなわれるので積層される層は
空隙が少い緻密な層となるので、電子線が照射されても
着色劣化することが少ない。

［実施例］以下に実施例に基いて説明する。第１図は本発明の陰極
線管フェースプレートの１実施例の光学干渉フィルタの
構成を説明するための部分断面図で、■は陰極線管フェ
ースプレート、２は光学膜厚が０．１ル０〜０．１５ん
。の低屈折率の酸化物からなる層、３は光学膜厚が０．
２ん０〜０．３λ０の高屈折率の酸化物からなる層、４
は光学膜厚が０．２λ０〜０．３λ。の低屈折率酸化物
からなる層、５はＡ１□０３からなる層、６は光学干渉
フィルタ、７は蛍光体層である。

第５図は、本発明の光学干渉フィルタを製造する装置の
一実施例を説明するための図で、真空槽５１内は排気口
６２に接続された排気ポンプ（図示されない）により減
圧される。光学干渉フィルタを被覆すべき陰極線管フェ
ースプレート５９は、ホルダー５７により真空槽５１内
の上方に支持され必要によりヒーター５８で加熱される
。真空槽５１の底部に設置された電子銃５２より放出さ
れた加速電子６０より加熱された、るつぼ５３内に装填
された蒸着材料６１は、蒸発流５４となり陰極線管フェ
ースプレート５９の内面に被覆される。このとき同時に
イオン源５５からＯ２イオンが放出され、０２イオンビ
ーム５６が形成され、光学干渉フィルタを構成する酸化
物層は、Ｏ２イオンが照射されながら形成される。

実施例１真空蒸着装置に、対角方向の長さがフインチの投写型陰
極線管のフェースプレートを、厚み１．１闘、直径３０
ｍｍのガラス板とともに回転治具にセットし、２００　
’Ｃに加熱しながら真空槽内を６．７　Ｘ　１０−’Ｐ
ａの圧力に真空排気した。電子ビーム加熱用の相異なる
水冷されたるつぼに、粒状のＡ１□０３およびＴｉＯ□
ベレットを充填した。またこの蒸着装置の底部に設置し
た蒸着用の電子銃の近傍に、カウフマン型イオン源を設
置し、外部から制御された流量の０２をこのイオン源内
に供給し、イオン源内で発生したＯ２イオンを加速して
、層を形成中のフェースプレートに照射できるようにし
た。イオン源内にＩＯ３ＣＣＭの０２を導入し、発生し
た０２イオンをイオンエネルギー１０００ｅＶ、イオン
電流密度１００μＡ／ｃｍ２でフェースプレートに積層
する各層の表面に照射した。ＴｉＯ□の層を被覆すると
きは、０．０４Ｐａに、Ａｌ２Ｏ，の層を被覆するとき
は、０．０１３　ＰａのＯ２分圧によるように蒸着装置
のオリフィスバルブを調節し、第１表に示す緑色の蛍光
体用の膜構成の光学干渉フィルタを被覆した陰極線管フ
ェースプレートのサンプルｌを得た。

１得られた陰極線管フェースプレートサンプル１を、温度
２０°Ｃ、フッ酸５％水溶液を２０秒間、ノズルより噴
射させて洗浄後、水洗いを十分に２行ったときの光学干渉フィルタの状態を調べた結果を第
２表に示す。第２表に示すように光学干渉フィルタには
異常は認められなかった。また、このサンプル１の光学
干渉フィルタ上に緑色の蛍光体を水ガラスで接着させ、
ピンホールが実用上無い蛍光体塗布面が得られた。さら
にこの陰極線管フェースプレートを用いた投写管により
、指向性が良く明るい投写像が得られた。電子線ブラウ
ニングテストの結果を第３表に示すように、光学干渉フ
ィルタには着色は認められなかった。また第２図の破線
で光学干渉フィルタを同時に被覆したガラス板の光学特
性を示す。

さらに、光学干渉フィルタの層を被覆するときの、陰極
線管フェースプレートの加熱温度および０２分圧を第４
表に示すように変えて陰極線管フェースプレートのサン
プル２〜６を製作して、サンプル１と同様にして、フッ
酸洗浄後の光学干渉フィルタの状態および電子線照射後
の光学干渉フィルタの着色状態を調べた。結果を第２、
第３表にまとめて示す。

第３表条件：電子線加速電圧３０ＫＶ、電子電流ラスターサイ
ズ１０２Ｘ　７Ｂｍｍ２３５０μＡ１６［比較例］実施例１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回転治具にセッ
トし、２００℃に加熱しながら、真空槽内を６．７　Ｘ
　１０−’Ｐａの圧力に真空排気し、Ａｌ２Ｏ８の層の
被覆に際しては０．０１３　Ｐａに、Ｔｉ０ｚの層の被
覆に際しては、０．０４０　Ｐａの酸素分圧で蒸着し、
第１表に示す膜構成の緑色の蛍光体用の光学干渉フィル
タを被覆した。得られたサンプルを、温度２０℃の５％
フッ酸水溶液を２０秒間ノズルより噴射させて洗浄後、
水洗いを行ったところ、第２表に示すように光学干渉フ
ィルタの膜ベリがみられ、また一部分について膜の剥離
が認められた。第３表に電子線ブラウニングテストの結
果を示す。光学干渉フィルタは電子線が照射された部分
が黄色を呈していた。

以上から、本発明にかかる陰極線管フェースプレートの
光学干渉フィルタは、耐電子線着色性が改善されている
ことが分る。

［発明の効果］本発明にかかる陰極線管フェースプレートの光学干渉フ
ィルタは、照射される電子線によるブラウニング現象を
生じることがないので、投写型テレビジョンの投写管と
して用いることにより明るい映像を投写することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の陰極線管フェースプレートにかかる
光学干渉フィルタの構成を説明するための部分断面図、
第２図は本発明の陰極線管フェースプレートにかかる光
学干渉フィルタの実施例の分光特性を示す図、第３図（
ａ）は映像が投写型テレビジョンにより投写されている
状態を示す図、第３図（ｂ）は光学干渉フィルタおよび
蛍光体が陰極線管フェースプレートに設けられている状
態を示す図、第４図は、光学干渉フィルタのカットオフ
波長ん。と蛍光体の発光スペクトルの中心波長んとの関
係を示す図である。第５図は、本発明にかかる光学干渉
フィルタを製造する装置の一実施例を説明するための図
である。１・・・陰極線管フェースプレート、２・・・光学膜厚が０．１λ０〜ｏ、】５λ。の低屈折
率の酸化物層、３・・・光学膜厚が０．２え０〜０．３先。の高屈折率
の酸化物層、４・・・光学膜厚が０．２ん０〜０．３λ０の低屈折率
の酸化物層からなる層、５・・・Ａ１□０３層、　　　６・・・光学干渉フィル
タ、７・・・蛍光体層、　　　３１・・・陰極線管、３
２・・・レンズ、　　　３３・・・スクリーン、５２・
・・電子銃、　　５４・・・蒸発流、５６・・・０２イ
オンビーム。

Claims

【特許請求の範囲】１）陰極線管フェースプレートの表示窓の内面に設けら
れた蛍光体層と前記表示窓との間に、高屈折率の酸化物
層と低屈折率の酸化物層とを交互に積層した層からなる
光学干渉フィルタが設けられた陰極線管フェースプレー
トにおいて、前記交互に積層した層が、減圧したＯ＿２
を含む雰囲気中で、前記酸化物または酸化されて前記酸
化物となる元素を蒸発させ、しかるのちＯ＿２イオンを
前記酸化物層に照射しながら被覆することにより積層し
た層であることを特徴とする陰極線管フェースプレート２）前記光学干渉フィルタがショートパスエッヂフィル
タであって、前記ショートパスエッヂフィルタのカット
オフ波長λ＿０が、前記蛍光体層の発光中心の波長λと
は１．０６λ＜λ＿０＜１．４６λであり、かつ、前記
交互に積層された層の数が５以上で、前記交互に積層さ
れた層の少なくとも１つの層の厚みが０．２λ＿０〜０
．３λ＿０である特許請求範囲第１項記載の陰極線管フ
ェースプレート３）前記高屈折率の酸化物層がＴｉＯ＿
２からなり、前記低屈折率の酸化物層がＡｌ＿２Ｏ＿２
からなる特許請求範囲第１項または第２項記載の陰極線
管フェースプレート