JPH05251009A

JPH05251009A - インデクス・カラー陰極線管の蛍光膜

Info

Publication number: JPH05251009A
Application number: JP8149192A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Ozawa; 隆二小沢
Original assignee: Miyota KK
Current assignee: Miyota KK
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】低消費電力であるインデクス・カラーＣＲＴ
で、白色電流を低減し、更に、映像画質を向上させる蛍
光膜の提供。【構成】表面が清浄な蛍光体粒子から成る、青、緑、
赤、インデクス蛍光体を用い、ブラック・マトリクス膜
上だけにアルミニウム膜を形成し、その上にインデクス
蛍光体を塗布した構成から成るインデクス・カラーＣＲ
Ｔの蛍光膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インデクス方式のカラ
ー陰極線管の蛍光膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】インデクス・カラー陰極線管（以下ＣＲ
Ｔと略す）は、シャドーマスクを使用せず、単電子銃か
らの電子線でカラー蛍光膜を発光させる事が出来るの
で、特に小型なカラーＣＲＴとして注目される様に成っ
てきた。インデクス・カラー陰極線管の蛍光膜は、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する蛍光膜と、蛍光
膜上の電子線の走査位置を検出するインデクス蛍光膜、
および各発光色の蛍光膜を隔てる炭素膜（一般にブラッ
ク・マトリクス、ＢＭ、と呼ばれている）から構成され
ている。従来のインデクス・カラー陰極線管の蛍光膜
は、図３に示した様に、ＣＲＴのフェース・プレート
に、Ｒ，Ｇ，Ｂ，とＢＭのストライプ状の蛍光膜を並列
に並べて作り、それらの膜面全体に、アルミニウムの薄
膜（メタル・バックと呼ばれている）を均一に付けた
後、ＢＭ膜に対応するメタル・バック膜上にインデクス
・蛍光体をＢＭ膜幅と同じ幅か、または僅かに狭くし
て、塗布した構成で作られている。

【０００３】上記したような構成では、陰極を出た電子
線が、蛍光膜中の蛍光体粒子を発光させる為には、メタ
ル・バック膜を通過し、蛍光膜内の蛍光体粒子に突入し
なければならず、高エネルギーの電子線を照射する必要
があった。

【０００４】近年、インデクス・カラーＣＲＴを、携帯
用機器の表示装置に使用する傾向が強くなって来た。携
帯用機器は、装置全体の重量の軽量化が日毎な問題と成
っている。携帯用機器装置で重量の大部分を占有するの
は、電源として使用する電池の重量である。この事から
携帯用機器装置の消費電力の低減が要求されいる。携帯
用機器装置に表示装置として設置するインデクス・カラ
ーＣＲＴも、この要求の例外に成り得ず、消費電力の低
減が要求されている。

【０００５】インデクス・カラーＣＲＴの消費電力は、
ＣＲＴに印加する陽極電圧を引き下げる時、大きく減少
することが知られている。ＣＲＴの陽極電圧を引き下げ
るには、従来使用していたメタル・バック膜を除去する
と良い。ところがメタル・バック膜無しのＣＲＴには、
問題があった。ＢＭ膜上に直接に塗布されたインデクス
蛍光膜の発光強度が著しく弱くなる事である。この解決
策として、より発光効率が高いインデクス蛍光体を求め
ているが、蛍光体の発光効率を引き上げる事は、例え５
％でも至難である。他の解決策は、ＣＲＴ内でインデク
ス蛍光膜の面積、即ち、ＢＭ膜幅を増加させる方法であ
る。幅広いＢＭ膜を使用すると、インデクス・カラーＣ
ＲＴの蛍光面内に発光しないＢＭ膜の占有面積が増加す
るので、蛍光膜面の映像を著しく見苦しくするだけでな
く、発光面積の減少により、インデクス・カラーＣＲＴ
の蛍光面の輝度を引き下げていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、陽極電圧を可能な限り引下げた上で、インデクス蛍
光膜の発光強度を増加させ、蛍光膜のカラー映像の画質
を改善し、同時に、蛍光膜面の輝度の向上を得る事であ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、インデクス・
カラーＣＲＴの蛍光膜の構造で、炭素膜の上にだけメタ
ル・バックを付け、そのメタル・バック膜の上に、イン
デクス蛍光膜を形成する事により、インデクス蛍光膜の
反射輝度を増加させる。インデクス蛍光膜の発光強度が
増加するので、インデクス蛍光膜が塗布されるＢＭ膜幅
を狭くする事が出来る。従って、インデクス・カラーＣ
ＲＴの蛍光膜内での三色蛍光膜の発光面積が増加し、イ
ンデクス・カラーＣＲＴの蛍光膜の解像力と輝度が増加
する。更に、駆動陽極電圧をより引き下げる目的で、清
浄な粒子表面を持った蛍光体で各蛍光膜を作る事によ
り、蛍光膜が、低臨界陽極電圧で発光する様にする。

【０００８】蛍光膜にメタル・バック膜を付けなけれ
ば、陰極からの電子を蛍光膜内の蛍光体粒子に直接に照
射出来る。市販されている蛍光体を用いて、メタル・バ
ック膜無しの蛍光膜を作ると、蛍光膜を発光させる臨界
陽極電圧は約２ｋＶである。これにメタル・バック膜を
付けると、臨界陽極電圧は約３ｋＶとなる。メタル・バ
ック膜無しの蛍光膜で、清浄な粒子表面を持った蛍光体
を使用し、表面が汚染されない様にして蛍光膜を作る
と、臨界陽極電圧は更に引き下げられ、１ｋＶ前後にな
る。従って、蛍光膜を清浄な粒子表面を持った蛍光体粒
子によって、表面が汚染されないように配慮して蛍光膜
を作り、メタル・バック膜を付けずにＣＲＴを作れば、
ＣＲＴの駆動陽極電圧を著しく低減できる。例えば、メ
タル・バック膜を付けた従来の蛍光膜を用いたインデク
ス・カラーＣＲＴの駆動陽極電圧は８ｋＶ前後である
が、清浄な表面を持った蛍光体粒子でメタル・バック膜
無しの蛍光膜を用いたインデクス・カラーＣＲＴの駆動
陽極電圧は、２ｋＶ前後に引き下げられる。

【０００９】メタル・バック膜無しの蛍光膜を用いたイ
ンデクス・カラーＣＲＴには問題があった。ＢＭ膜上に
直接に塗布されたインデクス蛍光膜の発光強度が極度に
低い事である。単電子銃の走査条件を制御する為のイン
デクス信号を検出するには、インデクス蛍光膜を適度の
発光強度で発光させなければならず、それには、一定水
準の陽極電流を蛍光面全体に定常的に流さなければなら
ない。この定常的に流す陽極電流を増やすと、インデク
ス信号の強度は増すが、Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光膜の定常的な
発光強度も増加する。Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光膜の定常的な発
光は、見掛け上白色として識別される。この白色光の光
量が、蛍光面の各色の発光強度に対して無視できない量
になると、各色の発光に白色が加算されるようになり、
蛍光面の色再現域が狭くなる。この様になると、カラー
ＣＲＴの特徴である自然色をＣＲＴの蛍光面に再現出来
ない問題が発生する。蛍光面の色再現域を広げるには、
インデクス蛍光膜の発光強度を増加させなければならな
い。

【００１０】色再現域を広げ、而も、低陽極電流で充分
なインデクス信号を取り出す試みとして、インデクス蛍
光膜幅を広げる、即ち、無発光なＢＭ膜幅を広くする方
法が取られていた。インデクス蛍光膜を広げると、その
分だけ、Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光膜面の面積が狭くなり、蛍光
膜面に映しだされる映像に、不連続な幅が識別され、映
像を見苦しくする。特に、携帯用機器に搭載される小さ
なＣＲＴの蛍光膜は、蛍光膜面上の映像を、光学レンズ
を用いて拡大して観察するので、不連続な映像画面によ
る見苦しさが強調される。映像の解像力ばかりでない。
発光面積の減少に原因して、蛍光面輝度も著しく低下す
る。

【００１１】インデクス蛍光膜の発光強度は、インデク
ス蛍光膜の膜圧を厚くすると増加する事は、経験的に知
られている。蛍光膜の作り方で、上記した問題の解決策
を見付けるべく、蛍光膜厚と蛍光膜輝度の関係を調べる
と、図２に示すようになる。蛍光膜には、透過輝度と反
射輝度が有り、両者は、完全に異なった輝度特性を持っ
ている事が分かる。インデクス・カラーＣＲＴのＲ，
Ｇ，Ｂ，蛍光膜は、透過輝度を利用しており、塗布膜厚
が１．５層前後の粒子で作られている時、最適塗布厚と
なる。インデクス蛍光膜は、Ｒ，Ｇ，Ｂ蛍光膜とは異な
り、発光強度（発光輝度に比例する）が膜厚の増加と共
に増加する反射強度を利用している。蛍光膜で電子線の
照射により発光する蛍光体粒子だけに着目すると、いず
れの場合も、発光に関与する蛍光体粒子は、電子銃側か
らみて、隙間なく第一層に配列した蛍光体粒子のみだけ
である。発光粒子よりも基板側に介在する蛍光体粒子
は、発光に寄与しない。同じ量の蛍光体粒子が発光して
いるのに、反射輝度と透過輝度に差が現われるのは、発
光粒子と基板間に介在する発光に関与しない粒子の作用
が、反射光と透過光に対して異なる事が原因している。
即ち、透過輝度の場合には、発光しない粒子は、光の散
乱媒体として働く。散乱した光の何割りかは透過光の
向きとは反対側に進み、ＣＲＴ内で吸収される。従っ
て、透過輝度は、最適膜厚以上では、膜厚の増加と共に
減少する。反射輝度の場合には、発光に関与しない粒子
は、反射層として働き、下層粒子から反射した光が、反
射輝度に加算される。従って、蛍光膜厚の増加と共に、
反射輝度は増加する。

【００１２】何層位までの蛍光体層数で反射された光
が、反射輝度に寄与するかを調べると、約５０層であ
る。即ち、平均粒子径が３μｍの蛍光体粉末を使用する
と、３×５０×１０-³＝０．１５ｍｍの厚みになる。蛍
光膜の厚さがこれ以上では、反射輝度は一定値になる。
通常のカラーＣＲＴの蛍光膜は、ＰＶＡ−蛍光体スラリ
ー法で塗布されている。この方法では０．１５ｍｍの様
に、厚い蛍光膜を塗布することは出来ない。又、小型イ
ンデクス・カラーＣＲＴの蛍光膜のストライプ幅で、そ
のように厚く塗布できる方法は、開発されていない。Ｐ
ＶＡー蛍光体スラリーで塗布できる厚みは、蛍光体層数
に換算して、５層ぐらいまでである。高解像力を持った
カラーＣＲＴの蛍光膜は、各色蛍光膜が狭いストライプ
幅、例えば１０から２０μｍの線幅のストライプで作ら
れている。ＰＶＡ−蛍光体スラリー法で、決められた狭
いストライプ幅で蛍光膜を作ると、蛍光膜の厚みは約３
層位までである。このように薄い蛍光膜では、蛍光膜内
での発光に関与しない粒子による反射よりも、それ等の
粒子が塗布された基盤面からの反射が、反射輝度に大き
く寄与してくる事が図２の解析によって分かった。即
ち、黒色炭素膜であるＢＭ上に、インデクス蛍光膜を形
成すると、黒色であるＢＭ膜に到達した光の全ては吸収
され、ＢＭ膜からの反射がゼロになるので、反射輝度
は、著しく低下する。ＢＭ膜での吸収を防ぐ目的で、Ｂ
Ｍ膜の上に、光反射率の高い金属薄膜、例えばアルミニ
ウム金属薄膜を付け、その上にインデクス蛍光膜を形成
すると、金属薄膜からの反射光が反射輝度に寄与する様
になるので、インデクス蛍光膜の反射輝度は、蛍光体粒
子の５０層以上の反射輝度と等価以上になり、著しく増
加する。

【００１３】インデクス・カラーＣＲＴの消費電力の節
電を目的とした陽極電圧の低減には、Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光
膜にはメタル・バックを付けない方が良い。従って、Ｂ
Ｍ膜上だけにメタル・バックを付け、その上にインデク
ス蛍光膜を形成すれば、インデクス蛍光膜の反射輝度
は、インデクス蛍光膜が薄くても、蛍光膜を厚くした極
限値以上に増加する。増加したインデクス蛍光膜の反射
輝度により、インデクス信号の検出が容易に成るので、
インデクス信号を取り出すための陽極電流（白色電流）
を著しく低減できる。白色電流の低減により、Ｒ，Ｇ，
Ｂ，蛍光膜の白色発光輝度水準が引き下げられるので、
蛍光面の色再現域が著しく拡大する。更に、インデクス
蛍光膜の反射輝度が充分以上に強くなるので、ＢＭ膜幅
を狭くする事が出来る。ＢＭ膜幅の減少は、Ｒ，Ｇ，
Ｂ，蛍光膜の占有面積の増加になるので、Ｒ，Ｇ，Ｂ，
蛍光面の輝度を上昇させるだけでなく、蛍光膜の映像画
質を著しく向上させる。例えば、光学レンズを用い、蛍
光面を拡大して観察しても、ＢＭ膜が無視できるまでに
ＢＭの線幅を狭くすることが出来る。

【００１４】

【実施例】本発明にて規定された蛍光膜を形成するに
は、次の手順に従うと良い。ＢＭ膜を通常のカラーＣＲ
Ｔの塗布法を用いて、フェース・プレートに塗布する。
次いで、Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光膜を任意の順序で、これも通
常のカラーＣＲＴの蛍光体の塗布法に従って、フェース
・プレートに塗布する。この場合、クロス・コンタミネ
ーションが発生する蛍光体を用いた場合、Ｇ，Ｒ，Ｂの
順に塗布すると良い。蛍光体にクロス・コンタミネーシ
ョンが発生しない場合、各色蛍光体の塗布順位は、重要
性を持たなくなる。Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光膜が塗布できた
ら、ＰＶＡ樹脂を取り除く目的で、４３０℃前後に加熱
しても良く、又、ＰＶＡ樹脂を取り去る事無く、メタル
・バック工程に入っても良い。メタル・バック工程に入
るには、先ず、スプレーを用い、水を蛍光膜全面に吹き
付け、蛍光膜とＢＭ膜の全表面を水で濡らすと良い結果
が得られる。その後で、同じくスプレーを用いて、アク
リル等の有機樹脂の溶液を蛍光膜に吹き付けると蛍光膜
上に薄い有機被膜が形成される。これを乾燥後、真空蒸
着機に入れ、ＢＭと同じパターンに成るようにマスクを
介して、ＢＭ上だけに金属薄膜、例えばアルミニウム膜
を適度の厚みで蒸着する。この金属薄膜上に、インデク
ス蛍光体をＰＶＡ−蛍光体スラリーの塗布法を用いて塗
布する。蛍光膜と金属薄膜との接着性を良くすると同時
に、水分の介在による電気化学反応による金属薄膜の酸
化を防ぐ目的で、アクリル樹脂等の溶液を吹き付けて、
保護膜を金属薄膜に付けてからインデクス蛍光体を塗布
しても良い。このようにして、図１に示した構造から成
る蛍光膜が得られる。その後、蛍光膜中の有機物を完全
に除去する目的で、空気の流れのある炉内に入れ、４３
０℃前後の温度で、３０分から６０分の間で、加熱す
る。この工程を終了したならば、有機物の含まれない、
蛍光膜を付けたフェース・プレートが得られる。このフ
ェース・プレートをファネル部と接着し、通常のＣＲＴ
製造工程を用いると、本発明になる蛍光膜を内蔵したイ
ンデクス・カラーＣＲＴを得る。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明した様に、本発明になるイン
デクス・カラーＣＲＴは、低い陽極電圧で、蛍光膜を発
光させる事が出来るので、消費電力を大幅に低減した省
電型インデクス・カラーＣＲＴである。それだけではな
い。インデクス蛍光膜の反射輝度を大きく改善できるこ
とにより、白色電流を低減でき、Ｒ，Ｇ，Ｂ，蛍光膜の
色再現域を、各色蛍光体が持つ固有の発光色に近付ける
事が出来るので、従来法による色再現域よりも大きく改
善出来る。更に、不発光であるＢＭ膜幅を減少させる事
も可能となり、インデクス・カラーＣＲＴの蛍光膜中に
占めるＲ，Ｇ，Ｂ蛍光膜の占有率を向上させることが出
来るので、インデクス・カラーＣＲＴの蛍光膜上の映像
画質は、著しく改善される。このように省電型であると
同時に映像画質を大きく変えたインデクス・カラーＣＲ
Ｔは、携帯機器産業の発達に大いに寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるインデクス・カラーＣＲＴの蛍光
膜の構成を示す模式図。

【図２】蛍光膜の透過輝度と反射輝度の変化を、蛍光体
の塗布重量の関数で表した図。

【図３】従来のインデクス・カラーＣＲＴの蛍光膜の構
成を示す模式図。

【符号の説明】

Ｒ赤色蛍光膜Ｇ緑色蛍光膜Ｂ青色蛍光膜Ｉインデクス蛍光膜ＢＭブラック・マトリクスＡｌアルミニウム薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が清浄な赤、緑、青、およびインデ
クス蛍光体と炭素膜の組合せから成る蛍光膜で、炭素膜
の上にだけ反射率の高い金属薄膜を付け、前記金属薄膜
上に、インデクス蛍光膜を形成したことを特徴とするイ
ンデクス・カラー陰極線管の蛍光膜。