JPS60199092A - 陰極線管 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は陰極線管に係わり、特にその蛍光面に関するも
のである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、陰極線管の蛍光面、例えばカラー受像管の緑色発
光蛍光体には硫化物蛍光体として、銅付活硫化亜鉛Ｚｎ
８：Ｃｕ又は銅及び全付活硫化亜鉛ＺｎＳ　：　Ｃｕ　
、　Ａｕ　、　ＡＩまたは銅付活硫化カドミウムＺｎ　
Ｃｄ　Ｓ　：　Ｃｕが用いられている。また一部単色発
光デイスプレー用陰極線管にはＺｎ８：Ｃｕ　尋が用い
られている。

これら硫化物蛍光体は総じて高効率であり高輝度を与え
この点好ましいが、反面微弱な散乱電子でも良く光るた
め、映像の暗部輝度も高くなってしまいコントラストの
劣化をまねく問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は硫化物蛍光体の散乱電子による発光を大幅に抑
制して暗部輝度の低下をはかり陰極線管蛍光面のコント
ラスト特性の大幅な向上を達成せんとするものである。

〔発明の概要〕

本発明はコバルトまたは鉄及びニッケルを不純物として
適量ドーピングした硫化亜鉛蛍光体を用いることＫよっ
て弱いエネルギーの電子ビームによる発光効率を選択的
に阻害し上記目的を達成するものである。

第１図は本発明を適用したカラー受像管の概略構成を示
すもので、電子銃（１）から射出された電子ビーム（２
）はシャドウマスク（３）の透孔を通過して蛍光面（４
）に射突し蛍光面を発光させる。しかし乍らこのような
正規のルート以外のシャドウマスク（３）の透孔を通過
しない電子ビームは種々の場所で反射され散乱電子を生
じ、之等の散乱電子は蛍光面に到達し暗部輝度（黒レベ
ル）を上げてコントラストを阻害する。例えば、シャド
ウマスク（３）〜マスクフレーム（５）、磁気シールド
（６）及び内部導電膜（η〜蛍光面（４）、蛍光面（４
）〜シャドウマスク（３）〜蛍光面（４）等々の多数の
ルートを経て蛍光面に入射し蛍光体を発光させる。之等
の散乱電子は複数回の反射を経て蛍光面に入射するため
、その加速電圧の平均値はかなり弱いものになっている
ものと思われる。

本発明者等は、これら散乱電子程度の弱いエネルギー（
電圧、電流）では発光効率が低く且つ正規の加速電圧に
よる電子ビームのエネルギーレベルでは高輝度を実質的
に維持することにより暗部輝度を低下させコントラスト
を向上させる観点から検討を試みた結果、緑色発光蛍光
体ＺｎＳ：Ｃｕ又はＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｕ　に０．５　ｐ
ｐｍ乃至２００１）ｐｍのコバルト（ＣＯ）または鉄（
Ｆｅ）及び０．５〜５　ｐｐｍの機敏のニッケル（Ｎｉ
　）をドーピングすれば散乱電子による発光が効果的に
抑制され、コントラストを向上させることが可能である
ことを見出した。これはＣＯまたはに１ｅ及びＮｉのド
ーピングにより蛍光体表面層に非効率または低効率発光
層が形成されるため、加速電圧の弱い散乱電子が高効率
発光の母体蛍光体の内部まで侵透できず、散乱電子によ
る発光が選択的、効果的に抑制されてしまうためである
。

しかし乍らこのような効果を生ずるためには母体蛍光体
の焼成にあた）って、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）等の付活
剤をドーピングする一次焼成を終了してから、あらため
て−次焼成よりも低い温度で二次焼成ヲ行ないコバル）
　（Ｃｏ）をドーピングする必要がある。これはＣｕや
Ａｕと同時ＫＣＯをドーピングしてしまうと母体蛍光体
の表面層にのみ非効率または低効率の発光層を形成する
ことができ表い友めである。

第２図に２０吋型カラー受像管で実測したＣＯドーピン
グ緑色発光硫化亜鉛蛍光体の加速電圧Ｂｂ（ＫＶ）と輝
度との関係をＣｏドーピングなしの輝度を基準とし相対
輝度として示す。母体蛍光体はＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｔ　で
ある。第２図において、特性Ｑｌ乃至ＱｉはＣｏト−ヒ
ンｆｆｌカソレソレ０．５　、１　、１０及び２　ｏ　
ｏ　ｐｐｍのものである。第２図から明らかなようにＣ
Ｏドーピング量の増加と共に低電圧域での輝度も低下す
る。

同様にＮｉをドーピングした場合はＣｏをドーピングし
た場合とは異なり、非発光層形成による電圧−輝度特性
の変化は所定のドーピング条件下では程んど認められな
いが、゛還流−輝度特性では顕著な変化を示す。これは
散乱電子のような微弱な電流域、例えば２０吋型カラー
受像管での平均電流密度０．０１μＡ／ｄ以下程度の電
流域においては発光効率が低く、正規電子ビームの実用
電流域では充分な発光効率を有する特性を与えることが
できりニアリテイが改善され選択的に散乱電子の影響が
抑制されるためである。

第３図に２０吋型カラー受像管で実測したＮｉドーピン
グ緑色発光硫化亜鉛蛍光体の電流密度と輝度との関係な
Ｎｌドーピングなしの輝度を基準とし相対輝度として示
す。母体蛍光体はＺｎＳ：Ｃｕ、ＡＩである。第３図に
おいて特性０る乃至（１７１ｉｌｔＮ＋ドーピング量が
それぞれ０．１　、０．５　、５及び１０１）ｐｍのも
のを示し、また散乱電子電流域をＡ、正規成子ビーム電
流域なりとして示しである。第３図から明らかなように
Ｎｉドーピング量の増加と共に低電流域での輝度も低下
する。

しかし乍らＣＯ及びＮ１の個々のドーピングによる散乱
電子発光の抑制を電流域と加速電圧の両者にわたって作
用させることは困難である。また抑制作用を大とするた
めに個々のドーピングｉｔを増加した場合、正規電子ビ
ームによる輝度、例えば白色輝度も低下するので結果と
してコントラストの改善はあまり期待できなくなる。

以上の考察からＣＯまたはＦｅ及びＮｉを適量ドーピン
グすることによって散乱電子の影響を選択的に抑制し、
電圧及び電流−輝度特性の両者を同時に満足し得る特性
、即ち低電圧及び低・電流域での発光がそれぞれ選択的
に抑制し得ることを見出した。

第４図は２０吋型カラー受像管で実測したＮ１またはＣ
ＯｌまたはＮｉ　、！：　Ｃｏのドーピング量による白
色輝度及びコントラストを各ドーピングなしの特性を基
準として相対値として示したものである。

母体蛍光体はＺｎ　８　：　Ｃｕ　、Ａ　Ｉ　の緑色発
光蛍光体である。′また白色輝度は画面中央に白色のバ
ーを出画させ、画面中央を白色輝度とし、同時にこの白
色バーの端から３０閣の部分の暗部の輝度を暗部輝度と
しそれぞれスポット輝度針にて測定した。またコントラ
ストは上記測定による白色輝度／暗部輝度で定義した（
但し第４図では暗部輝度特性は省略して示していない）
。第４図において特性（１８ａ）乃至（２２ａ）は相対
白色輝度を、特性（１８ｂ）乃至（２２ｂ）は相対コン
トラストをそれぞれ示す。また特性（１８ａ）及び（１
８ｂ）はＮｉのＪｌ独）’　−ヒ：ｙ　ｙ、特性（１９
ａ）及び（１９ｂ）ｉｊＣ。

の単独ドーピング、特性（，２０ａ　）及び（２０１＋
）乃至（２２ａ）及び（２２ｂ）はＣｏ　ト−ヒン／　
ｊ１６ｉ　１ｒ：　１　。

１０　、１００　ｐｐｍをベースとしてＮｉドーピング
量を変化させたＣｏ＋Ｎｉ　ドーピング特性をそれぞれ
示す。

第４図から例えば白色輝度の低下の許容値を５チとした
場合、得られるコントラストの向上はＮ１単独ドーピン
グ（１８ｂ）で約１２８チ、Ｃｏ単独ドーピングで約１
２７％が得られる。これに対してＣｏ＋Ｎｉ　共ドーピ
ングの場合には特性（２０ｂ）のＣｏ　ｌ　ｐｐｍ　ペ
ースのもので約１４３チと大幅なコントラスト向上が認
められる。

同じく白色輝度の低下の許容値を１２チとした場合、コ
ントラスト向上は別単独ドーピング（１８ｂ）で約１３
２％、Ｃｏ単独ドーピングで約１３０％と白色輝度低下
許容値５ｔｓの場合と大きな差がないのに対し、Ｃｏ＋
Ｎｉ　共ドーピングの場合には特性（２１ｂ）（７）Ｃ
ＯｌｏｏＩ）ｐｍ　べ−ｘのもノテ約１６０％ものコン
トラスト向上が得られる。

即ちＮｉ及びＣｏ単独ドーピングの場合のコントラスト
向上は最大でも１３０％前後しか望めない。

これに対しＣｏ＋Ｎｉ共ドーピノド−ピングは低電圧及
び低域流域での散乱電子の発光抑制作用が相乗的に作用
し最大約１６０チものコントラスト向上が可能となる。

さらＫＩ’Ｊｔ単独ドーピングは紫外〜青色光のエネル
ギーによる蛍光体の発光を抑制するため、外光によるコ
ントラストの劣化防止に効果を有するがＣｏ単独ドーピ
ングにはそのような効果は少ない。

しかし乍らＮｉとＣＯの共ドーピング蛍光体は同一ドー
グ量のＮｌ単独ドーピング蛍光体とほぼ同様の上記効果
が維持できることを確認した。

またカラー受偉管の蛍光面形成にあたってはポリビニル
アルコールやアクリルエマルジョン等の有機物及びベー
キング時に強力な酸化促進剤となる）クロム酸アンモニ
ウムを用いる必要がある。

之等の材料の一部はベーキング時に母体蛍光体をくるん
で存在することＫなるため蛍光体の輝度及び青色や飽和
度の発光色調の劣化が促進される。

Ｃｏ単独ドーピングによる蛍光体は上記の輝度及び発光
色調の劣化をも抑制する作用を有していることが確認さ
れたが、Ｎ１単独ドーピングによる蛍光体はそのような
抑制作用の傾向は認められなかった。しかし乍らＮｉと
Ｃｏの共ドーピング蛍光体ではＣｏ単独ドーピングによ
る上記抑制作用がその尽維持され、高い輝度と良好な飽
和度の色調の緑色発光が得られることを確認した。

またＮｉ単独ドーピングに見られ、Ｃｏ単独ドーピング
には見られない電流−輝度特性のり二アリテイ改善によ
って正規電子ビームに対する発光の忠実度が向上しコン
トラストが向上する効果もＮｉとＣＯ共ドーピング蛍光
体とすることによって得ることができる。

ところテＺｎ８：Ｃｕ、Ｚｎ８：Ｃｕ、Ａｕ　ともその
発光色はＣｕ濃度により大きく左右され、Ｃｕ濃度が大
なる程その発光色調は黄色方向にシフトすることが知ら
れている。

一方蛍光面形成にあたり、Ｃｕ濃度が大きくなる稚虫光
面形成のための繕光時における蛍光膜の紫外線透過率が
低下してしまうため接着力の低下を招き、ストライプま
たはドツト状の蛍光体形成が困離となる傾向がある。し
かし乍ら本発明のようにＣＯ及びＮｉをドーピングする
ことＫよって同一の発光色を有するカラー受像管を形成
するためには従来より少ないＣｕ濃度でよいため蛍光面
形成が容易となる利点を有する。例えば従来１００　ｐ
ｐｍ乃至３００　ｐＰｍのＣｕ濃度が一般に用いられて
いるが、本発明によれば約２０９ｐｍ乃至５０　ｐｐｍ
のより少ないＣｕ濃度でも同一の発光色が得られる。

以上の総合的見地から散乱電子による電圧、電流−輝度
特性から暗部輝度の抑制を相乗的に抑制し、且つ白色輝
度の低下を最低限とし結果としてコントラストを効果的
に向上させるためにはＣｏのドーピング量は２００１）
Ｐｍ％Ｎｌのドーピング量は５　ｐＩ）ｍを越えないよ
うに選択するとよい。即ち上記範囲を越えると白色輝度
の低下によりコントラストの効果的な向上が望めなくな
るからである。

一方ＣＯのドーピング量が０．５　ｐｐｍ　ｓ　Ｎｉの
ドーピング量が０．５ｐＩ）ｍを越えないと暗部輝度の
抑制作用が小さく同じくコントラストの効果的な向上は
望めない。

従って適用する管種及び目的とするコントラスト向上に
対応して、Ｃｏドーピング量は０．５　ｐｐｍ乃至２０
０　ｐｐｍ、　Ｎｉドーピング量は０．５　ｐｐｍ乃至
５ｐｐｍの範囲内で適宜選択組み合わせるとよい。

尚、ＣＯのドーピングの替りにＦｅをドーピングしても
同様の効果の得られることを確認した。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によればＣｏ及びＮｉの二次焼成に
よるドーピングのないものに比して大幅なコントラスト
向上効果が得られ、Ｃｏ及びＮｌ単独ドーピングでは得
られない最大約１６０％ものコントラスト向上した陰極
線管を得ることができる。

また紫外線〜青色光の外光吸収によるコントラストの劣
化を抑制し、管ベーキングによる輝度、色調の劣化を抑
制し、正規電子ビームに対する発光の忠実度向上による
コントラスト向上効果等極めて良好なコントラストを有
する陰極線管を提供することができる。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１ 約９５０℃のＮ、雰囲気中で２時間−次焼成を行ないＣ
ｕを２００１）Ｉ）ｍドーピングし粒度の一次調整を終
了しりＺｎ８：Ｃｕ粉体に、Ｃｏ　１０　ｐｐｍ及びＮ
Ｉ２ｐＩ）ｍＫ相当する塩化コバルト及び硫酸ニッケル
水溶液を混合、乾燥後、約ｓ　ｏ　ｏ　”ｏのＮ！雰囲
気中で２時間二次焼成を行ない、所定の表面処理を行な
って蛍光体を形成した。この蛍光体の発光色は従来のＣ
ｕドーピング２５０１）ｐｍの一次焼成蛍光体に比して
やや實色寄りであった。

次いで感光剤として重クロム酸アンモニウム／ポリビニ
ルアルコール及び各種添加剤と混合したスラリーを用い
てパネル内面に通常の回転塗布法により塗布し、シャド
ウマスクを介する通常の露光法によりストライプ状の緑
色発光蛍光体を形成した。青及び赤色発光蛍光体につい
ても同様である。さらに之等の蛍光体上にフィルミング
及びメタルバックを施こし、パネルベーキング、封着及
び排気の所定の各工程を経てカラー受像管を完成した。

蛍光面形成時に従来のＣｕドーピングｆｉｔ　２５０ｐ
ｐｍの蛍光体に比して現像に対する付着力が強くち密で
膜べりの少ない蛍光体ストライプを安定して形成するこ
とができた。

第１表に従来のＣｏ及びＮ１　ドーピングなしのカラー
受像管を基準とするこの実施例のカラー受像管のコント
ラスト及びＣＩＥ色度座標系（ｘ−ｙ）による色調特性
を示す。

第１表　コントラスト及び色ｆ１４Ｓ性尚、第１表には
比較管としてＮ１単独ドーピング量２０　ｐｐｍ及びＣ
ｏ単独ドーピング量１０　ｐＩ）ｍの例も同時に示した
。またコントラストの低電流域映像は蓑の毛等の極めて
細いパターンを映出した時のコントラストを示し、Ｏは
良好、Δはやや不良をそれぞれ示す。

第１表から明らかなように従来管及び比較管に比しても
本発明を適用し友カラー受像管はコントラスト及び色調
共に優れた特性を示している。

実施例２ ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｕ　蛍光体を用いて実施例１と同様に
本発明を実施し九結果、実施例１と同様の効果が確認さ
れた。

実施例３ 実施例ＩＫおけるＣＯをＦｅに替えてその他は実施例１
と同様圧して本発明を実施した。その結果実施例１と同
様にコントラスト及び色調共に優れたカラー受像管を得
ることができた。

尚、以上の実施例ではカラー受像管に適用した例に９い
て説明したが、本発明は単色発光陰極線管にも適用し得
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管における散乱電子のルートを説明
するための概略断面図、第２図はＣＯドープを行なった
硫化亜鉛蛍光体の電圧−相対輝度の関係を示す特性図、
第３図はＮ１ドープを行なった硫化亜鉛蛍光体の電流密
度−相対輝度の関係を示す特性図、第４図はドーピング
量の変化による白色輝度及びコントラストの相対関係を
示す特性図である。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか］名）第　１
　図 第　２　図 Ｃ咲） １１０Ａ＠／ＬＥｂ　ＣＫＶ） 第３図 第　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）付活剤または共付活剤による活性化を行かうため
   の一次焼成を終了した母体蛍光体粒子に、さらに前記−
   次焼成より低い温度の二次焼成を行ない＝ｌｌシルトた
   は鉄を０．５　ｐｐＩＴＩ乃至２００１）ｐｍ及びニッ
   ケルを０．５　ｐＰｍ乃至５　ｐｐｍドーピングした硫
   化亜鉛蛍光体を蛍光面の少なくとも一部に塗布したこと
   を特徴とする陰極線管。
2. （２）前記母体蛍光体が銅付活硫化亜鉛、全付活硫化亜
   鉛、銅付活硫化カドミウム亜鉛または金−銅付活硫化亜
   鉛のうちから選択された緑色発光蛍光体であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。