JPH10251632A - 蛍光体および蛍光膜とそれを用いた陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発光効率が大きく精細度も高い大画面表示が容
易に可能な陰極線管を提供する。 【解決手段】蛍光体粒子の表面に直接金属を蒸着したこ
とを特徴とする蛍光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光体，蛍光膜また
はそれを有する投射型の陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、映像情報システムは高精細化，大
画面化の方向に向っている。より鮮明な画像を大画面で
表示することは、カラーディスプレイに対して強く望ま
れていることである。そのためには、輝度や解像度の向
上が必要であり、特に大画面表示に適した投射型陰極線
管でその要望が大きい。

【０００３】陰極線管内の蛍光膜表面には、様々な利点
からアルミ蒸着が施されている。従来のアルミ蒸着法で
は、アルミが蛍光膜内に侵入しないように、まずフィル
ミング処理が行われる。これは、アルミを蒸着する前に
蛍光膜上にラッカー膜をスプレーなどにより形成してお
く方法である。ラッカー膜を形成した後、表面が平滑に
なったところへアルミを真空蒸着させる。使用されるラ
ッカーには、容易に熱分解するアクリル系樹脂が用いら
れる。アルミ蒸着したパネルは、摂氏約４００度の炉中
を通し、ラッカー膜などの余分な有機物を分解し、ガス
出しを行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発光
輝度が小さく大画面化に用いることが容易でなかった陰
極線管に対して、発光効率が大きく精細度も高い大画面
表示が容易に可能な陰極線管を提供することにある。

【０００５】ここで、ディスプレイの大画面化，高精細
化に必要な項目は大きく以下の二つが挙げられる。

【０００６】１）高輝度および高解像度の表示を可能と
する蛍光体もしくは蛍光膜。

【０００７】２）上記の蛍光体もしくは蛍光膜を用いた
高輝度および高解像度の陰極線管。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記１）の要請は、蛍光
体粒子表面に金属蒸着を直接施すことによって達成され
る。さらに、上記１）の要請は、蛍光膜表面もしくは蛍
光膜中の蛍光体積層間に金属膜を施すことによっても達
成される。本発明の特徴は、蛍光体および蛍光膜に金属
膜が直接蒸着してある点にある。

【０００９】金属膜を蛍光膜表面に塗布することによ
り、輝度ならびに寿命が向上する。特に、金属膜を塗布
することにより後方に散乱した光を前方に反射できる点
や、金属の方が蛍光体自身よりも２次電子を放出し易い
点が輝度の向上に大きな役割を果たしている。本発明で
は、直接に金属蒸着を蛍光体もしくは蛍光膜に施すので
金属膜の質が向上し、金属膜を蒸着することによる輝度
ならびに寿命の向上も従来よりさらに大きい。さらに、
直接蒸着法では、金属膜と蛍光体の間に空間がないの
で、より薄い金属蒸着蛍光膜が得られる。そのため、蛍
光膜中での光の散乱が少なく、高精細化が達成できる。

【００１０】また、上記２）の要請は、このような金属
膜を直接蒸着した蛍光体および蛍光膜を用いた陰極線管
を利用してカラーＴＶ受像機の輝度ならびに精細度の向
上をはかることにより達成される。

【００１１】このように蛍光体もしくは蛍光膜に直接に
金属蒸着を行うことによって、発光効率ならびに寿命が
改善され、さらに解像度が向上する。このような効果が
みられる理由として大きく７つの点が挙げられる。以下
にその理由を記す。

【００１２】まず第１点として、金属膜部分に電子線が
照射されると、２次電子が大量に放出されるので、電子
線の電流密度に対する発光効率を改善できる点が挙げら
れる。特に、投射型陰極線管では電子線の電流密度は大
きいので、この手法は有用である。さらに、現在のよう
に電流密度の高い電子線を小粒子に照射する場合には、
第一の粒子層を透過してしまう電子線も存在する。そこ
で、従来の方法に加え、蛍光膜内の蛍光体積層間や、蛍
光体粒子の表面に直接金属膜を蒸着すれば、電子線が２
次電子を放出する量が増加するので、さらに発光効率を
高くすることができる。

【００１３】第２点として、蛍光体粒子表面および蛍光
膜に金属を蒸着することにより、光の後方散乱や側方散
乱を抑えることができる。従って、前面への光出力量が
増加し、発光効率は改善される。また、側方散乱を低減
することにより、発光スポット径の広がりを抑えること
ができる。さらに、蛍光体粒子に直接金属蒸着を施す方
法では、光の出力面積を金属の被覆範囲によって調整す
ることができるので、発光スポット径をより小さくする
ことができる。また、従来の方法では金属膜と蛍光体の
間に空間があるが、本発明では直接金属が蒸着されてい
るのでそのような空間はない。これによって、蛍光膜の
膜厚を薄くして光の散乱をさらに抑えることができ、高
精細化が達成できる。

【００１４】第３点として、蛍光体または蛍光膜に金属
蒸着することにより、蛍光面に導電性をもたせて安定し
た電位を供給することができることが挙げられる。蛍光
体は一般に抵抗率が高いので、入射電子線のエネルギが
高くなると、生じる２次電子の影響で蛍光面に安定な電
位を与えることが困難になる。本発明のように蛍光体と
金属膜の接触面積が大きければ、より伝導性を高めるこ
とができる。

【００１５】第４点として、金属は熱伝導性が良いの
で、蛍光膜の温度上昇を抑える効果がある。蛍光体の発
光効率は温度に大きく依存している。従って、蛍光膜の
温度上昇を抑えることができれば、発光効率を改善する
ことができる。

【００１６】第５点として、蛍光体および蛍光膜の表面
に金属膜を施すことによって、陰極線管内の残留ガスの
イオン衝撃から蛍光体または蛍光膜を守り、それらの劣
化を防ぐことができる。本発明では、直接金属蒸着を蛍
光体もしくは蛍光膜に行っているので、金属膜の表面保
護の性能も向上する。

【００１７】第６点として、従来の金属蒸着の方法で
は、不純物が蛍光膜に混入し、この不純物は、輝度なら
びに寿命の低下を引き起こす原因になるが、本発明では
蛍光体もしくは蛍光膜に直接金属を蒸着する方法をとる
ので、金属蒸着する過程での蛍光膜への不純物の混入を
極力抑えることができる点が挙げられる。

【００１８】最後に、第７点として、従来のようにラッ
カーを用いないで金属蒸着を行うので、本発明では、金
属膜中に気泡などがなく、表面にもガス出しに伴う気孔
がない高品質の金属膜を作製することができる。それに
よって、上記の利点をさらに向上させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の陰極線管はフェースプレ
ート，ファンネル，ネックで構成されており、特に、フ
ェースプレートの内側には直接に金属蒸着された蛍光体
もしくは蛍光膜が塗布されている。

【００２０】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明
する。陰極線管はフェースプレート２，ファンネル４，
ネック５で構成され、ネック５の内部には電子線を発振
する電子銃６がある。フェースプレート２の内側には、
直接に金属蒸着された蛍光体もしくは蛍光膜３が塗布さ
れている。本発明の蛍光体および蛍光膜は、蛍光体表
面，蛍光膜表面または蛍光膜中の蛍光体積層間に直接に
金属蒸着が施してある。金属蒸着に用いる材料として
は、入射電子のエネルギの吸収が少なく、光の反射率が
高いなどの点からアルミニウムが適当である。この他、
２次電子放出に有効なＫＣｌなどのアルカリハライドが
その候補に挙げられる。

【００２１】以下に、本発明の直接に金属蒸着された蛍
光体もしくは蛍光膜の実施例を説明する。

【００２２】（実施例１）蛍光体に直接金属を蒸着する
場合、全体をすっかり金属で覆ってしまったのでは光の
出口がなく、かえって輝度を下げることになってしま
う。従って、蛍光体には部分的に金属を蒸着させること
が好ましい。さらに、蛍光膜の何層目にあたる蛍光体か
によって金属蒸着する部分を変えれば、さらに効果的で
ある。

【００２３】図２はフェースプレート２および直接金属
蒸着した蛍光体もしくは蛍光膜３の拡大図である。蛍光
体の粒子層が厚すぎると、フェースプレート２に近い前
面部分の蛍光体は光を吸収してしまう。また、粒子層が
薄いと、電子線はエネルギ的に余力を残すことになる。
電子線が十分蛍光体を励起し、さらに蛍光体そのものの
光吸収が少ないのは蛍光体が３層程度のときである。こ
こでは、理想的に３層とし、電子線が直接照射される側
からフェースプレートの方向に対して第１層７，第２層
８および第３層９とした。しかしながら、本発明は、実
際には３層に限定されるべきものではなく、電子線に照
射される蛍光体層７，２次電子線により照射される蛍光
体層８およびフェースプレート２表面の蛍光体層９に分
類されるべきものである。

【００２４】蛍光膜の何層目にあたる蛍光体かによって
金属蒸着する部分を変える方法としては、粘着フィルム
に蛍光体層を一層だけ堆積し、残りの蛍光体を取り除い
て、そこに金属蒸着法とスパッタ法を組み合わせて金属
膜による部分被覆を形成する方法がある。この方法によ
って様々に部分被覆した蛍光体の粘着したフィルムを重
ね合わせ、その後、熱処理によってそのフィルムを飛ば
せば、希望する蛍光体層を形成することができる。

【００２５】蛍光体に金属膜を部分被覆するには、その
蛍光体が蛍光膜の何層目にあるかによって、その役割に
応じてどの部分に金属被覆を施すかを変える必要があ
る。電子線に照射される蛍光体層７の役割は、蛍光体と
して自ら発光することに加え、電子線を受けて効率良く
２次電子を放出することにある。従って、電子線照射部
分となるフェースプレート２に対して後方（以下、蛍光
体粒子の「後方」及び「前方」はフェースプレート２に
対して用いるものとする）の蛍光体部分には２次電子線
をより放出する厚さに調節して金属を蒸着する。

【００２６】蛍光体層７に用いるのに適当な金属蒸着し
た蛍光体の断面を図３および図４に示す。ここでは、蛍
光体の形状を球形としたが、本発明は蛍光体が球形であ
るものに限定されるべきものではなく、立方形，多面形
などの蛍光体にも適用されるべきものである。図３にお
いて、金属蒸着蛍光体粒子は蛍光体結晶部分１２と金属
蒸着部分１１によって構成される。金属蒸着部分１１は
電子線照射部分で厚く、フェースプレート２の方向で薄
く、前方では蛍光体結晶部分１２のみとする。後方から
照射された電子線によって、２次電子が金属蒸着部分で
放射される様子を太矢印で模式的に示す。また、この２
次電子によって放出される光の軌跡を細矢印で示す。後
方及び側方に散乱した光は、金属膜によって反射して前
方へ放射される。図４は金属蒸着部分１１を蛍光体結晶
部分１２の後方部分のみとした金属蒸着蛍光体粒子であ
る。２次電子のエネルギが蒸着した金属に吸収される割
合が高いならば、直接電子線に照射される部分にのみ金
属を蒸着した方が高輝度な光を得られる。この場合に
も、図４に示したように光の後方散乱は抑えることがで
きる。

【００２７】このような金属蒸着蛍光体粒子は、粘着フ
ィルムに蛍光体を一層堆積させ、その上から有機金属錯
体を蒸着させ、その後、熱処理によってその有機系部分
を飛ばせば得ることができる。この有機金属錯体として
は、（ＣＨ₃)₃Ａｌ などのＡｌ有機金属錯体がある。こ
れらの金属蒸着蛍光体粒子を電子線に照射される蛍光体
層７に用いることにより蛍光膜３は改善され、高輝度，
高精細な陰極線管１が得られる。

【００２８】２次電子線により照射される蛍光体層８お
よびフェースプレート２表面の蛍光体層９の役割は、２
次電子を受けて効率良く光を放出することにある。蛍光
体層８及び９に用いるのに適当な金属蒸着蛍光体粒子の
断面を図５に示す。この金属蒸着蛍光体には蛍光体結晶
部分１２の側方部分に金属蒸着部分１１がある。蛍光体
層８及び９は、蛍光体層７によって放出される光も通過
するので、前方及び後方に金属蒸着するのは適当でな
い。しかしながら、蛍光膜３内部の蛍光体層８及び９の
蛍光体粒子の側面に金属蒸着を施すことは、以下の点で
利点がある。

【００２９】１）側方散乱を抑え、発光スポットを小さ
くすることで、高精細化が達成できる。

【００３０】２）蛍光体に電気伝導性をもたせることに
より、安定して電子線を供給できる。

【００３１】３）蛍光体に熱伝導性をもたせ、温度上昇
を抑制して輝度を上げることができる。

【００３２】４）蛍光体層７を通過した電子線の２次電
子線源となり、高輝度化が達成できる。

【００３３】上記２）〜４）項の３点は電流密度の大き
な電子線を用いる陰極線管にとって、特に有効である。
蛍光体層７によって放出される光の妨げにならないよう
に金属蒸着するのに、図５に示したように、金属蒸着部
分１１を側面部分とする。これによって、さらに上記
１）項が達成される。図５に、後方より照射される電子
線または２次電子線によって側方に放射された光が、前
方に散乱される様子を矢印で示した。さらに、この場合
には隣接する蛍光体粒子との接触面積も大きいので、上
記２）項及び３）項も有効である。

【００３４】図５のような金属蒸着蛍光体粒子は、図３
の金属蒸着蛍光体粒子をまず作成し、その上方部分の金
属膜をスパッタ法によって取り除くことによって作成す
ることができる。図５の金属蒸着蛍光体粒子を蛍光体層
８及び９に用いれば、高輝度，高精細な陰極線管が得ら
れる。また、図３，図４および図５の金属蒸着蛍光体粒
子を蛍光膜３の構成要素として組み合わせることによ
り、高輝度，高精細な陰極線管が得られる。

【００３５】（実施例２）図６は、本発明の、直接に金
属蒸着した蛍光膜を蛍光膜３として用いた陰極線管１の
フェースプレート２及びその内側に蛍光膜３を塗布した
断面部分の拡大図である。本発明では、電子線に照射さ
れる蛍光体層７の後方に金属蒸着１５を直接に施す。こ
れにより、その効果が達成できることになる。これは、
蛍光体層８，９をまず堆積させ、その上方に実施例１の
方法によって作成した図３の金属蒸着蛍光体粒子で構成
される蛍光体層７のフィルムを貼ることによって得られ
る。このように蛍光体層７に直接金属蒸着する方法は、
蛍光体に直接金属が蒸着されており蛍光面と金属膜の間
に空間がなく、薄い蛍光膜ができるので高精細化が達成
でき、従来のフィルミング処理を行う方法より優れてい
る。

【００３６】このように、本発明の電子線照射部分に金
属蒸着１５を施した蛍光体粒子層７と、蛍光体粒子層８
及び９によって構成される蛍光膜１６を蛍光膜３として
有する陰極線管１によって、高輝度化，高精細化が達成
できる。

【００３７】電流密度の高い電子線を用いている場合に
は、粒子層７を透過する電子線も存在する。また、現在
一般に用いられている蛍光膜の表面は図６のように規則
正しく隙間なく蛍光体によって充填されているわけでは
ない。従って、電子線が蛍光体粒子層７と８の間まで到
達する割合は比較的多い。このような電子線も有効的に
利用することにより、輝度の向上をはかる。

【００３８】図７は粒子層７と８の間に比較的薄い金属
膜１７を直接に蒸着したときの断面を模式的に示したも
のである。この金属膜１７の効果は、実施例１の蛍光体
粒子層８及び９に側方金属蒸着する場合の効果の２）〜
４）項と同等のものがある。蛍光膜１６にさらに金属膜
１７を蒸着した蛍光膜１８を蛍光膜３として有する陰極
線管によって、高輝度化，高精細化が達成できる。これ
は、蛍光体層９をまず堆積させ、その上方に実施例１の
方法によって作成した図４の金属蒸着蛍光体粒子で構成
される蛍光体層８のフィルムを貼り、さらにその上方に
実施例１の方法によって作成した図３の金属蒸着蛍光体
粒子で構成される蛍光体層７のフィルムを貼ることによ
って得られる。

【００３９】また、光の側方散乱を抑えるには、蛍光膜
１８の蛍光体層８に用いた図４の金属蒸着蛍光体粒子で
構成される蛍光体層８のフィルムの代わりに、図８のよ
うに図５の金属蒸着蛍光体粒子で構成される蛍光体層８
のフィルムを貼った蛍光膜１９を用いればよい。

【００４０】さらに、蛍光膜１６，１８及び１９と図３
乃至図５の蛍光体粒子を蛍光膜３の要素として組み合わ
せることにより、高輝度，高精細な陰極線管が得られ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明の陰極線管は、蛍光体および蛍光
膜に直接金属蒸着を施してあるので、発光効率ならびに
解像度が改善される。また、特に本発明は投射型陰極線
管のように高電流を照射する陰極線管において輝度，精
細度の面で有効性が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陰極線管の全体構造を示す断面図。

【図２】蛍光膜を構成する蛍光体層を示す断面図。

【図３】本発明の金属蒸着蛍光体の断面及び散乱光の軌
跡を示す説明図。

【図４】本発明の後面金属蒸着蛍光体の断面及び散乱光
の軌跡を示す説明図。

【図５】本発明の側面金属蒸着蛍光体の断面及び散乱光
の軌跡を示す説明図。

【図６】本発明の金属蒸着蛍光膜の断面図。

【図７】本発明の多層金属蒸着蛍光膜の断面図。

【図８】本発明の多層金属蒸着蛍光膜の断面図。

【符号の説明】

１…陰極線管、２…フェースプレート、７…電子線に照
射される蛍光体層、８…２次電子線に照射される蛍光体
層、９…フェースプレート表面の蛍光体層、１９…多層
金属蒸着蛍光膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 29/28 Ｈ０１Ｊ 29/28 31/10 31/10 Ａ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光体粒子の表面に直接金属を蒸着したこ
   とを特徴とする蛍光体。
2. 【請求項２】上記蛍光体粒子に直接金属蒸着する範囲を
   光出力の方向に対して後面部分および側面部分とした請
   求項１に記載の蛍光体。
3. 【請求項３】上記金属蒸着の範囲を光出力の方向に対し
   て後面部分とした請求項１に記載の蛍光体。
4. 【請求項４】上記金属蒸着の範囲を光出力の方向に対し
   て側面部分とした請求項１に記載の蛍光体。
5. 【請求項５】上記光出力の方向に対して側面部分の上記
   金属蒸着の厚さを後面部分よりも薄くした請求項２に記
   載の蛍光体。
6. 【請求項６】蛍光膜の表面に金属を直接蒸着したことを
   特徴とする蛍光膜。
7. 【請求項７】上記蛍光膜中の蛍光体積層間に直接金属蒸
   着を施した請求項６の蛍光膜。
8. 【請求項８】上記蛍光膜の表面及び上記蛍光膜中の蛍光
   体積層間に直接金属蒸着を施し、その金属の厚さが光出
   力の方向に対して前面部分に近い方が薄い請求項６の蛍
   光膜。
9. 【請求項９】フェースプレート，ファンネルおよびネッ
   クの各部で構成され、上記ネック部に電子銃を有し、上
   記フェースプレート部に請求項１，２，３，４，５，
   ６，７または８に記載の上記蛍光体もしくは上記蛍光膜
   を有する陰極線管。