JPH08106859A

JPH08106859A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JPH08106859A
Application number: JP24110794A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Oba; 洋一大場
Original assignee: INTERFACE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: INTERFACE GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、フェイスプレート内面に蛍光面を
有するカラー陰極線管において、フェイスプレートと蛍
光体膜の間に、緑、青、赤の各色顔料からなるカラーフ
ィルター層を有し、該蛍光体膜が白色発光蛍光体からな
ることを特徴とする。【効果】本発明によれば、輝度、コントラストを大幅
に改善したカラー陰極線管を提供し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーブラウン管、カラ
ーディスプレイ管等のカラー陰極線管に関し、特に、低
コストで製造可能な、高輝度で、高コントラストなカラ
ー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管の高コントラスト化や輝
度の向上を目的として従来数多くの技術が提案されてい
る。その１つとして、蛍光体の発光色と同色の体色をも
つ着色顔料を蛍光体の周りに付着させた、いわゆる顔料
付蛍光体を利用する方法が一般に広く採用されてきてい
る。この方法では、顔料濃度を高めるとコントラストが
向上するものの蛍光体の明るさが低下するという欠点が
あり、高コントラストと高輝度を両立させることが困難
であるという問題があった。

【０００３】また、フェイスプレートと蛍光体膜の間に
蛍光体膜の発光色と同色の体色をもつ着色剤層（カラー
フィルター層）を設ける方法も提案されている。これに
関連する公知例としては、例えばフェイスプレートと蛍
光体膜の間に着色ゼラチン層などの着色層を設けたＵＳ
Ｐ２，５７７，３６８が挙げられる。さらにはフェイス
プレートと蛍光体膜の間に蛍光体層が発する蛍光に類似
した色調の顔料層を介在させるものが特公昭５２−１４
５８７〜１４５８９号公報に提案されている。これらの
方法により原理的には改良が期待されるが、実際面では
種々の問題（前者では、高真空中において着色剤層の構
成成分が分解したりガスを放出する。後者では、顔料層
が不均質になってムラを生じたり、膜厚が厚いために外
光反射率は改善されても明るさが著しく低下する。）が
ある。

【０００４】これらを発展させたものとして類似の提案
が特開昭６４−７４５７号公報及び特開平５−２６６７
９５号公報になされている。これらには、カラーフィル
ター層と蛍光体膜を作成する方法として、２つの方法が
開示されている。１つは、あらかじめ緑、青、赤のカラ
ーフィルター層を作製してから緑、青、赤の蛍光体膜を
作る（特開昭６４−７４５７号公報）方法である。これ
は、工程数が従来の２倍になり、製造ラインの大幅な拡
張を必要としコストが高くなるという問題があった。２
つ目の方法はこの欠点を解決するためになされたもので
あり、例えば緑色のカラーフィルター層を作成する塗膜
と緑色発光蛍光体膜を形成する塗膜を重ね塗りしてから
露光・現像により緑色カラーフィルター層と緑色発光蛍
光体層とをセットとして形成し、これを青色、赤色につ
いて繰り返す方法（特開平５−２６６７９５号公報）で
ある。しかしながら、この方法では、例えば緑色のカラ
ーフィルター層を作成する塗膜と緑色発光蛍光体膜を形
成する塗膜を重ね塗りしてから露光・現像により緑色カ
ラーフィルター層と緑色発光蛍光体層とをセットとして
形成し、ついで青色カラーフィルターと青色発光蛍光体
とのセットを形成しようとするとき、すでにフェイスプ
レート上に形成された緑色カラーフィルター層と緑色発
光蛍光体層のセット膜上に青色カラーフィルター層を作
成する塗膜と青色発光蛍光体を形成する塗料を重ねて塗
布することになるので、あらかじめ形成された緑色蛍光
体の粒子間に青色顔料や青色発色蛍光体が潜り込むとい
う問題がある。このように、緑色発光蛍光体中に青色顔
料が混入すれば、青色顔料によって電子線が吸収され電
子線による緑色発光蛍光体の発光効率が低下するのみな
らず、発光した緑色光が青色顔料に吸収されて輝度が低
下する。また、緑色発光蛍光体の粒子間に青色発光蛍光
体が混入すれば、本来緑色のみの発光がなされる箇所か
ら青色の発光も混ざって観察されることになり色純度が
低下するという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カラー陰極
線管の高コントラスト化や輝度の向上を目的として提案
されている前記従来技術の課題を解決せんとしてなされ
たものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、フェイスプレ
ート内面に蛍光面を有するカラー陰極線管において、フ
ェイスプレートと蛍光体膜の間に、緑、青、赤の各着色
顔料からなるカラーフィルター層を有し、該蛍光体膜と
して白色発光蛍光体を全面に形成することを特徴とす
る。尚、このカラー陰極線管において、緑、青、赤の各
カラーフィルター層がブラックマトリックスの所定の位
置に形成されたカラー陰極線管も含まれる。

【０００７】尚、モノクロームディスプレイ管におい
て、フェイスプレートと蛍光体膜の間に、単色（白色で
はない）のカラーフィルター層を形成し、その上にその
色と同色を発光する蛍光体膜を全面に形成する技術は知
られていた（特開昭６４−７４５７号公報）が、本発明
の構成については、何等の示唆もなく、当然のことなが
ら検討された例を過去に発見することはできない。

【０００８】本発明は、カラー陰極線管の構造として新
規にして、大きなブレークスルーをしたものであり、工
業的に極めて有益で有用な技術である。

【０００９】本発明のカラー陰極線管の構造、特に蛍光
面の構造を従来のものと比較して以下に説明する。従来
のカラー陰極線管の蛍光面の構造は、図２に示すように
フェイスプレート（１）上に緑色発光、青色発光、赤色
発光の各蛍光体層（７），（８´），（９´）（ここ
で、青色発光蛍光体層（８´）及び赤色発光蛍光体層
（９´）は、各蛍光体粒子の周りに同色の体色をもつ着
色顔料粒子が付着せしめられている、いわゆる顔料付蛍
光体である）とブラックマトリックス層（２）とが交互
に配列せしめられ、これらの背面にアルミニウム薄膜
（図示せず）が真空蒸着によって形成されている。尚、
各蛍光体膜とブラックマトリックス膜とは、図４に示す
手順にて作製される（但し、図２に示す従来技術におい
ては、図中の蛍光体のうち、青色発光蛍光体及び赤色発
光蛍光体は、各蛍光体粒子の周りに同色の体色をもつ着
色顔料粒子が付着せしめられたものである）。

【００１０】また、フェイスプレートと蛍光体層（顔料
付蛍光体ではない。緑色発光蛍光体層（７）と青色発光
蛍光体層（８）と赤色発光蛍光体層（９）がブラックマ
トリックス層（２）と交互に配列せしめられている）と
の間にカラーフィルター層を設けたものの蛍光面の構造
を図３に示す。この図からも明らかなように、各カラー
フィルターの色と各蛍光体の発光色は１対１で対応する
ように設計される。当然のことながら、この対応が崩れ
ると色純度が低下する。このタイプの蛍光面を製造する
プロセスとしては、図４に示した手順において、ブラッ
クマトリックス作製の後、蛍光体膜形成に先立ち各カラ
ーフィルター層を３回の塗布・露光・現像を繰り返して
作る（特開昭６４−７４５７号公報）か、蛍光体膜形成
工程において１色づつのカラーフィルター層と蛍光体膜
をセットとして３回の塗布・露光・現像を繰り返して作
る（特開平５−２６６７９５号公報）。

【００１１】一方、本発明のカラー陰極線管の蛍光面の
構造は、図１に示すようにフェイスプレート（１）上に
緑色、青色、赤色の顔料からなる各カラーフィルター層
（３），（４），（５）とブラックマトリックス層
（２）とが交互に配列せしめられ、これらの背面全体に
光源としての白色発光蛍光体膜（６）が形成された非常
にシンプルなものである（尚、白色発光蛍光体膜の背面
にはアルミニウム薄膜（図示せず）が真空蒸着によって
形成されている）。

【００１２】本発明のカラー陰極線管は、その蛍光面の
構造がシンプル故に、製造コストが低く抑えられるばか
りでなく、高輝度、高コントラストなカラー陰極線管で
ある。その技術的特徴を従来のカラー陰極線管との比較
において示せば以下の通りである。

【００１３】（１）従来のカラーフィルター層を設けな
いカラー陰極線管に比べ、カラーフィルターの効果でコ
ントラストが向上する。

【００１４】（２）従来のカラー陰極線管では、蛍光体
膜形成はポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）／重クロム酸
アンモニウム（ＡＤＣ）のような水溶性感光性樹脂をバ
インダーとし、これに蛍光体を分散したスラリーを塗
布、乾燥、露光、現像、乾燥することを３回繰り返して
作製されていた。この方法は、多くの手数と多くの水や
熱エネルギーを要し製造コストを上げるという大きな欠
点以外に、蛍光体膜の現像時に生ずる蛍光体の脱落によ
る蛍光体膜の不完全さ（「ドット又はストライプ落ち」
とか、「ピンホ−ル」とかいう）からくる輝度の低下、
３色の蛍光体膜を１色づつ順次作ってゆくプロセス上の
問題からくる先に作製されたある色の蛍光体膜中への他
色蛍光体の混入（混色）による色純度の低下、バインダ
ー焼成に伴う蛍光体の輝度低下（発明者の知見によれ
ば、イットリウムオキシルサルファイドをベースとした
赤色発光蛍光体は、増感剤としてのＡＤＣに由来する残
留クロムによって影響を受けるし、硫化亜鉛をベ−スと
した緑色及び青色発光蛍光体は、感光性レジストとして
のＰＶＡに由来する焼成残渣によって影響を受けること
が実験的に確認されている）など、いくつかの欠点があ
ったが、本発明のカラー陰極線管では、白色発光蛍光体
をカラーフィルター上に１回だけ塗布すればよいので、
蛍光体膜は均一で欠陥のないものが得られる。当然のこ
とながら、白色発光蛍光体を用いているので従来問題に
なっていた混色はない。また、蛍光体膜を全面に形成す
るので、従来のように感光性樹脂を用いて蛍光体膜形成
箇所を規定する必要がないので、蛍光体スラリーのバイ
ンダーとしては、感光性という機能が必要でなくなり、
バインダーとして使用できる材料の範囲が広まる。つま
り、ベーキング（焼成）温度が低くても灰分を残さない
有機高分子材料やベーキングによっても灰分の出ない水
ガラスのような無機系材料が広く使用できる。

【００１５】（３）蛍光体膜が平滑に形成できるため、
その上にフィルミングを施してからアルミニウムを蒸着
した際、反射率の高いアルミニウム膜が形成できるの
で、輝度が向上する。

【００１６】本発明において、カラーフィルター層の形
成には、顔料を分散させた感光性樹脂液を塗布してから
シャドウマスクを介して露光し、感光しなかった部分を
現像で除去することを緑、青、赤の各色顔料で繰り返す
方法、感光性樹脂溶液を塗布してからシャドウマスクを
介して露光し、感光しなかった部分を現像で除去し、感
光した部分を染色することを緑、青、赤の各色で繰り返
す方法のほか、顔料粒子を電着や電子写真技術で付着さ
せる方法などが使用できる。

【００１７】本発明のカラーフィルター層の形成に用い
られる無機系着色顔料としては、緑色ではクロムグリー
ン，ジンクグリーン，ビリジアン，コバルトグリーン，
酸化クロム，コバルト・クロムグリーンなど、青色では
群青（ウルトラマリンブルー），コバルトブルー，セル
リアンブルー，マンガンブルーなど、赤色ではベンガ
ラ，カドミウムレッド，鉛丹，クロムバーミリオン，カ
ドミウムバーミリオンなどが使用できる。

【００１８】本発明のカラーフィルター層の形成に用い
られる有機系着色顔料としては、緑色ではフタロシアニ
ングリーンＧ、フタロシアニングリーンＹなど、青色で
はフタロシアニンブルー、インダントロンブルーなど、
赤色ではブリリアントカーミン６Ｂ、レーキレッドＣ、
キナクリドンマゼンタ、縮合アゾレッドＢＲ、ベンズイ
ミダゾールレッドＨＦ２Ｂなどが使用できる。

【００１９】顔料の粒径としては、顔料の種類によって
最適粒径が異なるが、０．２μｍ（２００ｎｍ）から数
ｎｍの範囲のものが好ましい。０．２μｍ以上では隠蔽
力が強くなり光を通すという本発明のカラーフィルター
層の要件を満足せず、一方、ｎｍ以下のものは粒子同士
の凝集が起こりスラリー中で分散しにくくなるからであ
る。

【００２０】また、カラーフィルターの膜厚としては、
カラーフィルター内の顔料濃度によって異なるが、顔料
粒子が少なくとも光の透過方向に２層以上並ぶことが必
要であり、１０〜５００ｎｍの範囲が好ましい。１０ｎ
ｍより薄いと着色度が足りず、一方、５００ｎｍより厚
いと顔料表面での光反射が増大するため発光色が減衰し
て暗くなるからである。

【００２１】更に、これらの着色顔料の安定性を増すた
めに、必要に応じ、これらの顔料に透明な無機系被覆を
施したり無機系材料と共存させることも可能である。こ
のような処理方法を例示すれば以下のものがあげられ
る。（１）着色顔料と水ガラスの水懸濁液に硫酸のような無
機酸や硫酸亜鉛のような金属鉛を添加し、顔料の表面に
シリカを被覆する方法（２）着色顔料とアルミナゾルを混合して、顔料の表面
にアルミナ水和物を被覆する方法（３）着色顔料をアルコキシシランと共存させながら、
アルコキシシランの加水分解・重縮合を行って着色した
ゾルを得、これを加熱して着色ゲルを得る方法（４）着色顔料をオキシフルオライドガラス（ＰＴＦＰ
ガラス）と呼ばれる、低融点で有機分子溶解性の大きな
ガラスの融液に溶解・混合してから冷却、粉砕して得る
方法

【００２２】また、蛍光体膜の形成方法として本発明で
はスラリー法（蛍光体をバインダーと共に水系のスラリ
ーとしたもの）のほか、各種ダスティング法（例えば特
公昭４８−１４４９８号公報、特公昭５７−２０６５１
号公報など）や電子写真法（例えば特公昭４９−２２７
７６号公報、ＵＳＰ５，０９３，２１７など）などが利
用できる。ここで、本発明では蛍光体膜が１回の成膜工
程によって完成するので、工程が単純であり、従来広く
採用されているスラリー法だけでなく、各種ダスティン
グ法や電子写真法が容易に適用できることも大きな特徴
である。また、スラリーをスプレー塗布する方法も本発
明では適用することができる。

【００２３】白色発光蛍光体としては、従来からカラー
陰極線管用として使用されてきた緑色発光蛍光体（銅、
金、アルミ付活硫化亜鉛）と青色発光蛍光体（銀付活硫
化亜鉛）と赤色発光蛍光体（ユーロピウム付活イットリ
ウムオキシサルファイド）を混合したもの、あるいは従
来から白黒ブラウン管用として使用されてきた白色発光
蛍光体（例えば、銀付活硫化亜鉛と銀付活硫化亜鉛カド
ミウムの混合物など）が使用できる。

【００２４】蛍光体の粒径としては、数μｍから数十μ
ｍの範囲のものが好ましい。この範囲以上では輝度が飽
和する傾向があり、一方、この範囲以下のものは光の散
乱が多くなり輝度も低下する傾向があり好ましくない。

【００２５】また、蛍光体膜の膜厚としては、蛍光体粒
子が光の透過方向に１層以上並ぶ程度から数層までの範
囲（一般には、乾燥後の平均塗布量で表して２〜４．５
ｍｇ／ｃｍ² 程度）が好ましい。この範囲以上では輝度
が飽和してしまうので意味がない。一方、この範囲以下
のものは均一な膜厚が確保できず十分な輝度が得られな
い。

【００２６】これらの蛍光体膜は全面に形成すればよい
ので、カラー陰極線管製造において常法として用いられ
ているスラリー法において、感光性を付与するために用
いられてきた、例えばＰＶＡとＡＤＣからなる感光性樹
脂をバインダーに用いる必要がない。

【００２７】緑色発光蛍光体（銅、金、アルミ付活硫化
亜鉛）や青色発光蛍光体（銀付活硫化亜鉛）はＰＶＡの
ベーキング残渣によって、赤色発光蛍光体（ユーロピウ
ム付活イットリウムオキシサルファイド）はＡＤＣ中の
クロムによって、それぞれ輝度が低下することが知られ
ているが、本発明では、蛍光体膜形成用バインダーとし
て感光性が不要なことからＡＤＣの不使用が可能であ
り、バインダーとして燃焼残分の少ない樹脂が使えるこ
とも大きな効果である。

【００２８】本発明に使用できる樹脂としては、アクリ
ル系樹脂、ポリエチレンオキサイド、カルボキシメチル
セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセ
ルロース、硝酸セルロースカルボキシメチルエーテル、
ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリビニルブ
チラールなどの水性樹脂がある。また、従来白黒ブラウ
ン管の製造に用いられてきたカリウムシリケートのよう
な無機バインダーを使用することもできる。このような
無機バインダーとしては、アルキルシリケートの加水分
解・重縮合物やシリカ、アルミナゾルなども単独又は他
のバインダーと併用して使用することができる。

【００２９】

【実施例】次に実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

【００３０】まず、従来公知の方法にてフェイスプレー
ト内面にブラックマトリックスを形成した。すなわち、
カラー陰極線管のフェイスプレート内面にポリビニルピ
ロリドン（ＰＶＰ）とビスアジドを主成分とする水溶性
フォトレジストを塗布し、シャドウマスクを介して露
光、現像、乾燥を３回繰り返して、従来のカラー陰極線
管における緑、青、赤の各色発光蛍光体層形成予定部を
ストライプ状またはドット状の光硬化膜とし、この上に
黒鉛スラリーを塗布・乾燥し黒鉛を固着させた後、次亜
塩素酸ソーダ水溶液でエッチングして光硬化膜をその上
に固着せしめられた黒鉛膜と共に除去して、該蛍光体層
形成予定部を露出させて、パターンニングされたブラッ
クマトリックスを形成した。

【００３１】このようにして形成したブラックマトリッ
クス付きのフェイスプレートに、まずコバルトグリーン
微粒子（平均粒径：約１００ｎｍ）を含むＰＶＡ／ＡＤ
Ｃ水性スラリーを塗布・乾燥し、シャドウマスクを介し
て露光し、水現像と乾燥をして従来のカラー陰極線管に
おける緑色発光蛍光体層形成予定部に緑色のカラーフィ
ルター層（平均膜厚：３５０ｎｍ）を作った。この操作
を青色顔料及び赤色顔料でも繰り返して従来のカラー陰
極線管における青色発光蛍光体層形成予定部及び赤色発
光蛍光体層形成予定部にそれぞれ青色のカラーフィルタ
ー層（平均膜厚：３００ｎｍ）及び赤色のカラーフィル
ター層（平均膜厚：２００ｎｍ）を作った。尚、青色及
び赤色顔料として、青色はコバルトブルー（平均粒径：
約１００ｎｍ）を、赤色はカドミウムレッド（平均粒
径：約５０ｎｍ）をそれぞれ用いた。

【００３２】このようにして形成したブラックマトリッ
クスと３色のカラーフィルター付きのフェイスプレート
に、カラー陰極線管用蛍光体として市販されている緑色
発光蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ）と青色発光蛍光体（Ｚｎ
Ｓ：Ａｇ）と赤色発光蛍光体（Ｙ₂ Ｏ₂ Ｓ：Ｅｕ）の混
合物を３０wt％、バインダーとしてアクリル樹脂系エマ
ルジョン（プライマルＣ−７２［ローム・アンド・ハー
ス社製品］、固形分４５％）を固形分として３wt％、増
粘剤として高分子量ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ、
製鉄化学社製品）０．５％、そして少量の界面活性剤を
含む水性スラリーを注入し、回転塗布機を用いた沈降塗
布によって白色発光蛍光体層を作成した。過剰のバイン
ダーと水を除去してから乾燥し、引続き常法によりアク
リル樹脂を主成分とするフィルミング剤を用いフィルミ
ングを行った。尚、フィルミングはエマルジョンフィル
ミングでもラッカーフィルミングでも採用することがで
きた。

【００３３】これらの工程のあと、アルミ蒸着とパネル
ベーク、ファンネルの装着と封止などの工程を経てカラ
ー陰極線管を製造した。

【００３４】この方法で得られたカラー陰極線管の輝度
を照度計（フートランバートメータ）で測定したとこ
ろ、従来のカラーフィルターなし顔料付き蛍光面を有す
るカラー陰極線管に比べ３９％、従来のカラーフィルタ
ー付き蛍光面を有するカラー陰極線管に比べ１０％、向
上したものであった。また、外光反射率（白色電球から
発せられる光線をフェイスプレートに一定の角度であ
て、一定の角度での反射光強度を照度計で測り、照射光
に対する反射光の割合で表す）は、従来のカラーフィル
ターなし顔料付き蛍光面を有するカラー陰極線管では４
０％、従来のカラーフィルター付き蛍光面を有するカラ
ー陰極線管では３７％であるのに対し、本発明のカラー
陰極線管では１０％向上したものであった。

【００３５】

【発明の効果】上記の通り、本発明のカラー陰極線管
は、輝度、コントラストを大幅に改善したカラー陰極線
管を与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー陰極線管の蛍光面の構造を示す
断面図。

【図２】従来のカラーフィルターなし顔料付き蛍光面を
有するカラー陰極線管の蛍光面の構造を示す断面図。

【図３】従来のカラーフィルター付き蛍光面を有するカ
ラー陰極線管の蛍光面の構造を示す断面図。

【図４】従来のカラー陰極線管の蛍光面の作製手順を示
すブロック図。

【符号の説明】

１フェイスプレート２ブラックマトリックス層３緑色カラーフィルター層４青色カラーフィルター層５赤色カラーフィルター層６白色発光蛍光体膜７緑色発光蛍光体層８青色発光蛍光体層８´ 青色発光蛍光体層（顔料付き）９赤色発光蛍光体層９´ 赤色発光蛍光体層（顔料付き）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェイスプレート内面に蛍光面を有する
カラー陰極線管において、フェイスプレートと蛍光体膜
の間に、緑、青、赤の各着色顔料からなるカラーフィル
ター層を有し、該蛍光体膜が白色発光蛍光体からなるこ
とを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】前記の各カラーフィルター層がブラック
マトリックスの所定の位置に形成されている請求項１記
載のカラー陰極線管。