JPH08104542A - ブラウン管のフェイスパネル用黒色顔料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラウン管の画質を向上する。 【構成】 平均粒径０．１〜５μであり、かつ結晶の層
間隔が３．３９Å以下である黒鉛粉末から成るブラウン
管のフェイスパネル用黒色顔料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラウン管のフェイス
パネル用黒色顔料に関する。さらに詳細には、画質を向
上するブラウン管のフェイスパネル用黒色顔料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラーブラウン管の蛍光面は、パネル内
面に規則的に被着形成されるドット状や帯状の蛍光体層
と、輝度を上げるためのアルミニウム蒸着膜などから成
るメタルバック層とが形成されている。電子銃から放射
される電子ビームを偏向装置を用いて蛍光面に照射、水
平垂直方向に走査し、画像を再生する。こうして再生さ
れた画像の画質は解像度、コントラスト、輝度などによ
って決定される。このうち解像度は、カラー受像管の解
像力、すなわち電子銃の解像力や蛍光面に対して設けら
れるシャドーマスクの電子ビーム通孔部の形状やピッチ
などによって決まる。また輝度は蛍光体層を形成する蛍
光体、メタルバック層、あるいは衝突する電子ビームの
強さなどに左右される。ここで画質を向上するために、
コントラストの向上を図ることが極めて重要である。

【０００３】たとえば明るい外光のもとにおけるコント
ラストを改善する一方法としては、黒色顔料、通常カー
ボンブラックなどを蛍光体中に添加する方法が提案され
ている。黒色顔料は外光の一部を吸収する。

【０００４】一方、ブラウン管は高電圧で作動するた
め、起動時あるいは終了時にフェイスパネル表面に静電
気が誘発される。この静電気により表面に埃が付着し、
コントラストの低下を引起こす。埃によるコントラスト
の低下を防止するために、フェイスパネル上に帯電防止
膜を付与する試みがなされてきた。帯電防止膜としてた
とえば酸化錫、酸化インジウムなどの帯電性酸化物が用
いられ、ＣＶＤ法によりフェイスパネル表面に被膜が施
される。しかしながら、この方法では、装置コストがか
かる上に、ブラウン管の高温加熱が必要であり、ブラウ
ン管内の蛍光体の脱落を生じる等の問題があった。最
近、このような問題を解決するために、特開平５−１９
００８９および特開平５−１９６９４８はＲｕ、Ｒｅ、
Ｉｒ、Ｉｎ、Ｓｎ等の金属化合物を含む塗布液を基体上
に塗布した後、３５０℃以上で加熱し、導電性の酸化被
膜を形成する方法を開示する。

【０００５】しかしながら、カーボンブラック等の黒色
顔料を帯電防止用塗布液と併用すると、３５０℃以上に
加熱した際、黒色顔料の熱による変化が問題となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点に鑑みてなされたものであり、加熱処理後、可視光の
透過率、吸収波長に変化のない、安定なブラウン管フェ
イスパネル用黒色顔料を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定の物性を
有する黒鉛粉末から成るブラウン管のフェイスパネル用
黒色顔料を要旨とする。該黒色顔料は、熱的および化学
的に、安定性に優れ、本発明の目的を達成することがで
きる。本発明によれば、平均粒径０．１〜５μであり、
かつ結晶の層間隔が３．３９Å以下である黒鉛粉末から
成るブラウン管のフェイスパネル用黒色顔料が提供され
る。本発明によれば、黒鉛粉末の層方向の厚さが１μ以
下であることを特徴とするブラウン管のフェイスパネル
用黒色顔料も提供される。また本発明は、平均粒径が
０．１〜２μであることを特徴とするブラウン管のフェ
イスパネル用黒色顔料を提供する。さらに加えて本発明
は、結晶の層間隔が３．３７Å以下であることを特徴と
するブラウン管のフェイスパネル用黒色顔料を提供す
る。

【０００８】

【作用】黒色顔料として使用できる化合物には、一般に
次のようなものがある。カーボン質物質としては、カー
ボンブラック、コロイダル黒鉛、微粒黒鉛粉末などが挙
げられる。酸化物としては、酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化チタン（ＴｉＯ_2-x ）、酸化銅−酸化クロム、
酸化銅−酸化鉄−酸化マンガン、酸化コバルト−酸化鉄
−酸化クロム等が挙げられる。

【０００９】前記の化合物群の中で本発明において使用
する黒色顔料は、カーボン質物質が好ましい。カーボン
質物質は可視光の領域で、吸収において波長依存性が少
ないためである。

【００１０】また、フェイスパネル表面に塗布する場
合、膜厚は通常数μの範囲であるのでカーボン質物質の
粒径はその値以下であることが望ましい。しかしなが
ら、粒径が小さすぎると３５０℃以上、特に４００℃以
上の熱処理を施すと、酸化されやすくなる。このように
酸化が起こると、可視光に対して吸収むらが生じやすく
なる。さらに、粒径が大きくなりすぎると、フェイスパ
ネル表面への膜形成が困難になるという問題もある。し
たがって、カーボン質物質の粒径は好ましくは０．１〜
５μ、特に好ましくは０．１〜２μである。本明細書中
で用いる用語「粒径」は、レーザ回折法で測定した粒径
を指す。カーボン質物質が黒鉛粉末である場合、箔状で
あるので、結晶の層方向と面方向で粒径が異なる。本明
細書中では、「粒径」とはこれら両方向の平均化された
粒径を指す。

【００１１】層方向の粒径（すなわち厚さ）は電子顕微
鏡観察により求めることができるが、この厚さは本発明
において特に１μ以下であることが望ましい。この厚さ
が１μ以上でかつ平均粒径も１〜５μの場合には、フェ
イスパネルの表面上で薄膜形成が困難となる。

【００１２】本発明で用いるカーボン物質としては、酸
化に対して安定でかつ黒鉛化の進んだ黒鉛粉末が最も適
している。黒鉛化の指標としては、Ｘ線回折法による結
晶の層間隔の測定値を用いることができるが、これは当
業者によく知られているところである。理想的な黒鉛結
晶はこの層間隔が３．３５４Åであるので、本発明で用
いる黒鉛粉末の層間隔値もできるだけこの値に近いこと
が望ましい。好ましくは層間隔が３．３９Å以下であ
り、さらに好ましくは３．３７Å以下である。

【００１３】前述のような物理化学的特性を満たす黒鉛
材料としては天然黒鉛または、コークスなどを２４００
℃以上で熱処理した人造黒鉛を挙げることができるが、
本発明で用いることのできる黒鉛材料はこれらに限定さ
れない。

【００１４】本発明の黒色顔料をブラウン管のフェイス
パネル上に適用するに際しては、該顔料を基剤とし、そ
れに適当な助剤および水そして／または有機溶剤を加え
て組成物を調製する。たとえば、助剤としては適当なバ
インダ、分散剤（界面活性剤）、本発明の黒色顔料以外
の別の顔料、その他添加物（帯電防止剤）などが挙げら
れる。これらを本発明の黒色顔料に加えた後、塗布組成
物を調製する。前記のバインダとしては、第１リン酸ア
ルミニウム、第１リン酸マグネシウムなどのリン酸塩、
珪酸ソーダ、珪酸カリウムなどの珪酸アルカリ溶液から
成る水系バインダ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌなどのアル
コキシドから成る有機系バインダなどが挙げられる。し
かしながら、本発明を実施するにあたって、いずれのバ
インダを使用しても形成された塗布膜の特性値に大幅な
変化はない。塗布組成物のフェイスパネル上への塗布方
法としては、従来用いられる方法、すなわちディップコ
ート、スピンコート、スプレーコート、バーコート等が
好適に使用できる。

【００１５】本発明の黒色顔料は、幅広い可視光領域に
おいて、可視光の透過率に波長依存性がなく、フェイス
パネルに塗布した後、３５０℃以上に加熱してもその特
性は変化しないので、フェイスパネルの画質を非常に向
上する。

【００１６】また本発明の黒色顔料は、ブラウン管のフ
ェイスパネルのみならず、複写機用ガラス板、計算機用
パネル、ＣＲＴあるいはＬＣＤ等の表示装置の前面板等
の各種ガラス基板上にも適用できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに詳しく説明するが、これらは本発明の範囲を限定す
るものとみなすべきではない。

【００１８】なお、本実験での可視光領域での透過率は
以下のようにして測定した。

【００１９】ガラス基板に塗布液を塗布後、所定の温度
で乾燥し吸光度測定用サンプルを作製した。該サンプル
を島津製作所製、自動分光光度計ＵＶ−３００にセット
し波長４００〜７００ｎｍでの透過率を測定した。

【００２０】実施例１ メチルトリエトキシシランＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃３２
重量部と、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄ １
６．７重量部と、イソプロパノール３．９重量部とに塩
酸水溶液１２．４重量部を混合し、塩酸を全体の３０ｐ
ｐｍになるように調製した。この溶液を還流冷却器を付
して８０℃で２時間保持し、その後室温まで冷却した
後、ｎ−ブタノール３５重量部を混合した。この溶液を
バインダＡ液とした。

【００２１】レーザ回折法による平均粒径（累積５０
％）１．９μ、電子顕微鏡観察による粉末の層方向の厚
さ０．５μ以下、Ｘ線回折法による結晶の層間隔（Ｃ
軸、００２）３．３６２Åである人造黒鉛粉末３重量
部、バインダＡ液を５０重量部を混合し、ペイントシェ
ーカにて約３０分混合し、塗布液を調製した。

【００２２】この塗布液をバーコータにてガラス基板上
に塗布し、１００℃、３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は
約３μであった。このとき測定した可視光波長の透過率
グラフは、４００ｎｍから７００ｎｍまでの間で、最小
透過率は４９．０％、最大透過率５０．０％で、ほぼフ
ラットであった。

【００２３】この塗布基板を４５０℃、６０分熱処理し
可視光の透過率を同様に測定した。測定結果を図１に示
す。この場合の最小透過率は４７．０％、最大透過率４
８．０％で熱処理前とほとんど変わらずフラットな透過
率グラフを示した。

【００２４】実施例２ レーザ回折法による平均粒径（累積５０％）２．４μ、
電子顕微鏡観察による粉末の層方向の厚さ０．５μ以
下、結晶の層間隔３．３６０Åの天然黒鉛粉末３重量部
および実施例１で用いたものと同様のバインダＡ液を５
０重量部を混合し、ペイントシェーカにて約３０分混合
し、塗布液を調製した。

【００２５】この塗布液をバーコータにてガラス基板上
に塗布し、１００℃、３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は
約２μであった。可視光波長の透過率は４００ｎｍから
７００ｎｍまでの間で最小透過率は４５．０％、最大透
過率４６．０％でほぼフラットな透過率グラフを示し
た。この塗布基板を４５０℃、６０分熱処理し可視光の
透過率を同様に測定した。この場合の最小透過率は４
６．０％、最大透過率４７．０％で熱処理前とほとんど
変わらずフラットな透過率グラフを示した。

【００２６】実施例３ レーザ回折法による平均粒径１．３μの人造黒鉛１０重
量部をエタノール１００重量部に混合し、ボールミルに
て約２４時間、湿式粉砕した。

【００２７】溶媒除去後の粉末は摩砕の効果もあり、電
子顕微鏡観察では結晶の面と層の区別がやや不明瞭であ
った。層方向の厚さは０．５μ以下であり、レーザ回折
法による平均粒径は１．３μであった。またＸ線回折に
よる結晶の層間隔は３．３６５Åであった。

【００２８】このようにして得られた黒鉛粉末５重量部
および実施例１で用いたものと同様のバインダＡ液を５
０重量部を混合し、ペイントシェーカにて約３０分混合
し、塗布液を調製した。

【００２９】この塗布液をバーコータにてガラス基板上
に塗布し、１００℃、３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は
約２μであった。可視光波長の透過率は４００ｎｍから
７００ｎｍまでの間、最小透過率は４５．０％、最大透
過率４６．０％でほぼフラットな透過率グラフを示し
た。この塗布基板を４５０℃、６０分熱処理し、可視光
の透過率を同様に測定した。この場合の最小透過率は４
６．０％、最大透過率４７．５％で熱処理前とほとんど
変わらずフラットな透過率グラフを示した。

【００３０】実施例４ レーザ回折法による平均粒径（累積５０％）１．９μ、
電子顕微鏡観察による粉末の層方向の厚さ０．５μ以
下、結晶の層間隔３．３６２Åの人造黒鉛粉末５重量部
およびバインダとして第１リン酸アルミニウム水溶液
（固形分１０％）１００重量部を混合し、ペイントシェ
ーカにて約３０分混合し、塗布液を調製した。

【００３１】この塗布液をバーコータにてガラス基板上
に塗布し、１００℃、３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は
約２μであった。可視光波長の透過率は４００ｎｍから
７００ｎｍまでの間、最小透過率は３１．０％、最大透
過率３２．０％でほぼフラットな透過率グラフを示し
た。この塗布基板を４５０℃、６０分熱処理し、可視光
の透過率を同様に測定した。この場合の最小透過率は３
０．０％、最大透過率３１．０％で熱処理前とほとんど
変わらずフラットな透過率グラフを示した。

【００３２】実施例５ レーザ回折法による平均粒経１．５μの人造黒鉛１０重
量部をエタノール１００重量部に混合し、ボールミルに
て約２４時間、湿式粉砕した。これを分級により０．５
μ以上カットし、平均粒経０．２μで層方向の厚さ０．
２μ以下の黒鉛粉末を得た。この黒鉛粉末のＸ線回折法
による結晶の層間隔（Ｃ軸、００２）は、３．３６７Å
であった。このようにして得られた黒鉛粉末５重量部お
よび実施例１で用いたものと同様のバインダＡ液を５０
重量部、ｎ−ブタノール５０重量部を混合し、ペイント
シェーカにて約３０分混合し、塗布液とした。この塗布
液をバーコーダにてガラス基板上に塗布し、１００℃、
３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は約２μであった。可視
光の波長の透過率は４００ｎｍから７００ｎｍまでの間
で最小透過率４６．５％、最大透過率４７．５％でほぼ
フラットな透過率グラフであった。この塗布基板を４５
０℃、６０分熱処理し可視光の透過率を同様に測定し
た。この場合の最小透過率４６．０％、最大透過率は４
７．５％で熱処理前とあまり変わらずフラットな透過率
グラフを示した。

【００３３】比較例１ レーザ回折法による平均粒経（累積５０％）７．４μ、
電子顕微鏡観察による粉末の層方向の厚さ０．５μ以
下、結晶の層間隔３．３６０Åの天然黒鉛粉末３重量部
および実施例１で用いたものと同様のバインダＡ液を５
０重量部、ｎブタノール５０重量部を混合し、ペイント
シェーカにて約３０分混合し、塗布液とした。この塗布
液をバーコーダにてガラス基板上に塗布し、１００℃、
３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は約２μであった。膜の
状態は目視ではざらついた状態で良好ではなかった。

【００３４】比較例２ レーザ回折法による平均粒径（累積５０％）２．６μ、
Ｘ線回折による結晶の層間隔の３．５Åの一次粒子径４
００Åのカーボンブラック粉末（アセチレンブラック）
５重量部および実施例１で使用したものと同様のバイン
ダＡ液を５０重量部、ｎ−ブタノール５０重量部を混合
し、ペイントシェーカにて約３０分混合し、塗布液を調
製した。

【００３５】この塗布液をバーコータにてガラス基板上
に塗布し、１００℃、３０分乾燥した。乾燥後の膜厚は
約３μであった。可視光波長の透過率は４００ｎｍから
７００ｎｍまでの間、最小透過率は３８．５％、最大透
過率４５．０％でやや右肩上がりの透過率グラフを示し
た。

【００３６】この塗布基板を４５０℃、６０分熱処理
し、可視光の透過率を同様に測定した。測定結果を図２
に示す。この場合の最小透過率は３８．５％、最大透過
率５０．５％で熱処理前に比べ透過率の差が著しく大き
くなっていた。

【００３７】比較例３ レーザ回折法による平均粒径（累積５０％）１．６μ、
一次粒子径２０００Å以下のチタンブラック粉末（Ｔｉ
Ｏ_2-x ）５重量部および実施例１で用いたものと同様の
バインダＡ液を５０重量部を混合し、ペイントシェーカ
にて約３０分混合し、塗布液を調製した。

【００３８】この塗布液をバーコータにてガラス基板上
に塗布し、１００℃、３０分乾燥した。膜厚は約３μで
あった。次いで該基板を４５０℃、６０分熱処理したと
ころ黒色の色が完全に消失していた。

【００３９】本発明は、ブラウン管以外の陰極線管など
に関連して広範囲に実施することができる。

【００４０】

【発明の効果】図１および図２の透過率グラフの比較か
ら明らかなように、本発明の黒色顔料は可視光の測定波
長領域でフラットな曲線を示すが、従来の黒色顔料は加
熱処理後、透過率の差が（波長間で）顕著となった。

【００４１】以上のように本発明の黒色顔料は、耐熱性
に優れ、可視光領域で常に一定の透過率を有する。した
がって、画質の向上、たとえばコントラストの向上、画
像の鮮明化、色調の制御が達成される。ブラウン管のフ
ェイスパネル用顔料として本発明の黒色顔料は、工業上
の利用価値が高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の黒色顔料の可視光透過率の波長依存性
を示す透過率グラフの一例を示す図である。

【図２】従来の黒色顔料の可視光透過率の波長依存性を
示す透過率グラフの一例を示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が０．１〜５μであり、かつ結
   晶の層間隔が３．３９Å以下である黒鉛粉末から成るこ
   とを特徴とするブラウン管のフェイスパネル用黒色顔
   料。
2. 【請求項２】 黒鉛粉末の層方向の厚さが１μ以下であ
   る請求項１記載のブラウン管のフェイスパネル用黒色顔
   料。
3. 【請求項３】 平均粒径が０．１〜２μである請求項１
   または２記載のブラウン管のフェイスパネル用黒色顔
   料。
4. 【請求項４】 結晶の層間隔が３．３７Å以下である請
   求項１〜３のいずれかに記載のブラウン管のフェイスパ
   ネル用黒色顔料。