(57)【要約】【課題】赤にじみ現象を改善し、電流比のバランスを改善すると共に、輝度コントラスト特性、および色再現域に優れたカラー画像表示装置を提供すること。【解決手段】透明基体上にパターン状に形成された光吸収層と、この光吸収層が形成された透明基体上に光吸収層を覆うように形成された、青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層とを具備する蛍光面を備え、光吸収層が存在しない透明基体上に形成された青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層のそれぞれの輝度をＬＢ、ＬＧ、ＬＲとし、光吸収層と前記青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層との重合部のそれぞれの輝度をＬ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒとし、ΔＢ＝Ｌ’Ｂ／ＬＢ、ΔＧ＝Ｌ’Ｇ／ＬＧ、ΔＲ＝Ｌ’Ｒ／ＬＲとしたとき、式０．１≦ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ≦０．７、ΔＲ／ΔＧ≧１．２、ΔＢ／ΔＧ≧０．３を満たすことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基体上にパターン状に形成された光吸収層と、この光吸収層が形成された透明基体上に前記光吸収層を覆うように形成された、青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層とを具備する蛍光面を備えるカラー画像表示装置において、
前記光吸収層が存在しない透明基体上に形成された前記青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層のそれぞれの輝度をＬＢ、ＬＧ、ＬＲとし、前記光吸収層と前記青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層との重合部のそれぞれの輝度をＬ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒとし、ΔＢ＝Ｌ’Ｂ／ＬＢ、ΔＧ＝Ｌ’Ｇ／ＬＧ、ΔＲ＝Ｌ’Ｒ／ＬＲとしたとき、下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とするカラー画像表示装置。
０．１≦ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ≦０．７…（１）
ΔＲ／ΔＧ≧１．２、            …（２）
ΔＢ／ΔＧ≧０．３              …（３）
【請求項２】
前記光吸収層を構成する材料は、平均粒径４００ｎｍ以下の微粒子を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像表示装置。
【請求項３】
前記微粒子は、酸化マンガンと酸化鉄の固溶体を主成分とすることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像表示装置。
【請求項４】
前記微粒子は、ベンガラ微粒子を主成分とすることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像表示装置。
【請求項５】
前記微粒子は、カーボングラファイト微粒子を主成分とすることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像表示装置。
【請求項６】
前記微粒子は、酸化マンガンと酸化鉄の固溶体、ベンガラ微粒子、およびカーボングラファイト微粒子からなる群から選ばれた少なくとも２種の微粒子の混合物を主成分とすることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，カラー画像表示装置に係り、特に、光吸収層を備えるカラー画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自己発光型カラー画像表示装置は、赤、青、緑の三原色からなる画素を発光させることにより、赤、青、緑の色度点を頂点とする三角形で表される領域の任意の色度の色を画面上に表示する。このようなカラー画像表示装置において、画素の赤、青、緑の輝度特性と色度により、白色表示時に画素の各色に与えられるエネルギー量が決定される。この場合、各色に与えられるエネルギー量のバランスは１：１：１であるとは限らない。
【０００３】
このエネルギー量のバランスが悪いと、表示装置として様々な弊害が生ずる。
【０００４】
例えば、カラー受像管の場合、各色に与えられるエネルギー量は、画素の各色に与えられる電流量（各色の電子銃に供給される電流）で表すことが出来る。この電流量のバランス（以下、電流比とする）の悪化により、各色の電子銃のフォーカス特性に差が生ずるという問題がある。
【０００５】
特に、現行のカラー受像管においては、赤色の電子銃のフォーカス特性の劣化が大きく、いわゆる「赤にじみ現象」の発生が問題となっている。
【０００６】
このような問題は、各色の色度を白色に近づけることで、赤色電子銃への電流量を減少させることにより改善することが可能であるが、そうした場合には、カラー受像管の色再現域を狭める結果となり、好ましくない。
【０００７】
また、「赤にじみ現象」を解決する他の方法として、赤色の輝度を相対的に向上させることが考えられるが、「赤にじみ現象」を十分に改善できるほどの輝度を向上させる手法は、現在のところ見出されていない。
【０００８】
輝度を改善する手法として、光吸収層の光透過率を５〜４０％とし、光吸収層と蛍光体層とが重なる部分における蛍光体層からの発光を光吸収層を通して外部に出すようにしたカラー受像管が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
通常のカラー受像管の蛍光面を図３に示す。図３に示すように、ガラスパネル１１上に、光吸収層１２が所定のパターン状に形成されており、この光吸収層１２上に、光吸収層１２を覆う形で、蛍光体層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが形成されている。このように構成される通常のカラー受像管の蛍光面では、光吸収層の光透過率は極めて低いため、光吸収層と蛍光体層との重合部における蛍光体層からの発光は、カラー受像管の輝度に関与しないが、上記特許文献１に記載のカラー受像管では、この部分の発光を有効に活用することが出来る。
【００１０】
また、カラー受像管において、光吸収層と蛍光体層のストライプまたはドットのサイズを調整することにより、輝度と外光反射の最適化を行い、その結果、コントラストを大幅に改善できることが報告されている（例えば、特許文献２および特許文献３）。
【００１１】
しかし、これらの従来のカラー受像管では、光吸収層に光透過性を付与することにより、輝度改善効果を得ることが出来るが、赤、青、緑の輝度が共に均等に改善されるため、電流比のバランスの改善はなされず、従って「赤にじみ現象」の改善効果は得られない。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭５２−７４２７４号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平３−５９９３０号公報
【００１４】
【特許文献３】
特開平３−４３９４０号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、色再現域などを犠牲にすることなく、「赤にじみ現象」を十分に改善できるだけの電流比を得る手法は、これまで見出されていなかった。
【００１６】
本発明は、このような事情の下になされ、「赤にじみ現象」を改善し、電流比のバランスを改善すると共に、輝度コントラスト特性、および色再現域に優れたカラー画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、透明基体上にパターン状に形成された光吸収層と、この光吸収層が形成された透明基体上に前記光吸収層を覆うように形成された、青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層とを具備する蛍光面を備えるカラー画像表示装置において、
前記光吸収層が存在しない透明基体上に形成された前記青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層のそれぞれの輝度をＬＢ、ＬＧ、ＬＲとし、前記光吸収層と前記青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層との重合部のそれぞれの輝度をＬ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒとし、ΔＢ＝Ｌ’Ｂ／ＬＢ、ΔＧ＝Ｌ’Ｇ／ＬＧ、ΔＲ＝Ｌ’Ｒ／ＬＲとしたとき、下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とするカラー画像表示装置を提供する。
【００１８】
０．１≦ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ≦０．７…（１）
ΔＲ／ΔＧ≧１．２、            …（２）
ΔＢ／ΔＧ≧０．３              …（３）
なお、透明基体上には、カラーフィルターが形成されている場合があるが、その場合には、ＬＢ、ＬＧ、ＬＲは、光吸収層が存在しないカラーフィルター上に形成された青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層のそれぞれの輝度を表す。
【００１９】
以上のように構成される本発明は、本発明者らによる以下の知見に基づくものである。即ち、本発明者らは、上記課題を解決するため、検討を重ねた結果、透過型光吸収層を用いて、コントラストを改善しつつ電流比も改善するためには、以下の特性を満足する必要があることを見出した。
【００２０】
（１）従来のカラー受像管の白色（９３００Ｋ）表示時の赤色電子銃に振込まれる電流ｒは、中央に設置された緑色電子銃に振込まれる電流ｇに比べてなるべく小さくすることが望ましく、少なくともｒ／ｇ＜１．２であることが必要であり、より好ましくはｒ／ｇ＜１．０である。
【００２１】
通常のカラー陰極線管におけるｒ／ｇがほぼ１．１であることを考えると、ｒ／ｇ＜１．１でなければ改善されたとは言えないため、透過型光吸収層の透過特性は、ΔＧ＜ΔＲであることが必要であり、特に、ｒ／ｇの十分な改善効果を得るためには、ΔＲ／ΔＧ≧１．２であることが必要である。
【００２２】
（２）青色の視感輝度は低いため、青色電子銃に振込まれる電流ｂと緑色電子銃に振込まれる電流ｇとの比ｂ／ｇは比較的広範囲であっても、「青にじみ現象」は発生しにくい。ｂ／ｇ＜１．３であれば問題ないとされており、通常のカラー陰極線管の０．６程度であれば十分に低く、特に問題とはならない。青色の視感輝度の低さを考えると、透過型光吸収層の透過特性は、ΔＢ／ΔＧ≧０．３を満たしていれば問題はない。
【００２３】
（３）外光の吸収という観点からは、光吸収層は広い波長領域で十分な外光吸収効果を得る必要があり、視感度曲線から５５０ｎｍ付近（緑色発光付近）の外光の吸収は、特に大きいことが重要である。透過型光吸収層の透過率が高すぎると、外光の吸収の機能を損ない、コントラストの低下を招いてしまうこととなるので、少なくとも  ０．１≦ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ≦０．７であることが必要である。
【００２４】
以上の（１）、（２）、（３）を満足する透過型光吸収層の特性は、上記式（１）〜（３）の通りとなる。
【００２５】
以上の透過特性を有する透過型光吸収層を設けることにより、電流比ｒ／ｇを改善して、「赤にじみ現象」を改善することが可能である。また、コントラストも改善され、色再現域を損なうこともないという優れたカラー画像表示装置を実現することが出来る。
【００２６】
本発明のカラー画像表示装置において、光吸収層を構成する材料は、平均粒径４００ｎｍ以下の微粒子を主成分とするものであることが望ましい。微粒子の平均粒径好が４００ｎｍを超えると、光の散乱が生じ、透過性及び外光反射特性が悪くなり、コントラストが低下してしまう。また、微粒子の平均粒径好が２００ｎｍ以下では、可視光領域での光の散乱がほとんど生じないため、特に好ましい。
【００２７】
このような平均粒径４００ｎｍ以下の微粒子を主成分とする材料として、以下の材料がある。
【００２８】
１．酸化マンガン（ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３）と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の固溶体を主成分とするもの
なお、固溶体中の酸化マンガンの好ましい含有率は、１０〜８０重量％である。酸化マンガンの含有率が１０重量％未満では、製品のボティーカラ調整が必要となり、８０重量％を超えると、反射特性が劣化し、コントラスト面でも不利となる場合がある。
【００２９】
２．ベンガラ微粒子を主成分とするもの
３．カーボングラファイト微粒子を主成分とするもの
４．１〜３の微粒子の少なくとも２種の混合物を主成分とするもの。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態としての実施例について説明する。
【００３１】
実施例１
従来の非透過型光吸収層を形成したカラー陰極線管サンプル（従来ＣＲＴ）とともに、平均粒径７０ｎｍの下記の３種の微粒子により、透過型光吸収層を形成したカラー陰極線管サンプル（Ｎｏ．１〜３）を作成した。
【００３２】
Ｎｏ．１．酸化マンガンと酸化鉄の固溶体
Ｎｏ．２．ベンガラ微粒子
Ｎｏ．３．カーボングラファイト微粒子
比較例として、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒを主成分とする酸化物からなる２種の黒色微粒子を用いて、同様に２種のカラー陰極線管サンプル（Ｎｏ４，Ｎｏ．５）を作成した。
【００３３】
透過型光吸収層の形成は、常法に従い、微粒子を含む塗布液を塗布し、所定のパターンに露光し、現像することにより行われるが、各塗布液は、透過型光吸収層の白色光による透過率が約３０％となるように、微粒子濃度を調整した。
なお、各カラー陰極線管サンプルは、光吸収層を構成する微粒子の種類が異なるのみで、その他の作製条件は同一であり、通常の方法により行った。ただし、比較例としての２種の黒色微粒子については、Ｃｕによる青色蛍光体の変色が発生するため、透過型光吸収層と蛍光体層との間に、保護層としてのシリカ透明膜を設けた。
【００３４】
各カラー陰極線管サンプルについて、輝度ＬＢ、ＬＧ、ＬＲ、透過輝度Ｌ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒ、外光反射率、電流比ｒ／ｇ、および電流比ｂ／ｇを測定した。また、輝度改善度、外光反射改善度、コントラスト比、ΔＲ／ΔＧ、ΔＢ／ΔＧを測定値から下記計算式に従って求めた。
【００３５】
輝度改善度＝サンプルの白色輝度／基準白色輝度
外光反射改善度＝基準外光反射率／サンプルの外光反射率
コントラスト比＝輝度改善度×外光反射改善度１／２
青色透過率ΔＢ＝Ｌ’Ｂ／ＬＢ
緑色透過率ΔＧ＝Ｌ’Ｇ／ＬＧ
赤色透過率ΔＲ＝Ｌ’Ｒ／ＬＲ
なお、ＬＢ、ＬＧ、ＬＲは、それぞれ青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層の輝度を、Ｌ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒは、それぞれ光吸収層と青色蛍光体層、緑色蛍光体層、および赤色蛍光体層との重合部からの透過光の輝度（透過輝度）を示す。
【００３６】
これらの輝度ＬＢ、ＬＧ、ＬＲおよび透過輝度Ｌ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒは、スポットサイズ測定器（浜松ホトニクス社製）を用いて測定した。図１に、測定により得られた輝度プロファイルを示す。
【００３７】
図１において、ガラスパネル１上に透過型光吸収層２がパターン状に形成され、この光吸収層２上に、光吸収層２を覆う形で、蛍光体層３が形成されている。蛍光体層３側からの電子ビームにより蛍光体層３が発光し、その発光の輝度プロファイルは、領域ＡおよびＢからなる。領域Ａは、光吸収層２が存在しない部分に対応する領域であり、そのうちで最も高い輝度がＬ（ＬＢ、ＬＧ、ＬＲ）であり、領域Ｂは、蛍光体層３と光吸収層２の重合部に対応する領域であり、そのうちで最も高い透過輝度がＬ’（Ｌ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒ）である。
【００３８】
このようにして測定された輝度Ｌ（ＬＢ、ＬＧ、ＬＲ）および透過輝度Ｌ’（Ｌ’Ｂ、Ｌ’Ｇ、Ｌ’Ｒ）から、各色の透過率ΔＢ、ΔＧ、ΔＲが算出される。
【００３９】
基準白色輝度および基準外光反射率は、従来のカラー陰極線管の白色輝度および外光反射率である。各特性値は、１より大きければ従来のカラー陰極線管より優れており、１より小さければ従来のカラー陰極線管より劣っていることになる。
【００４０】
ここで基準に用いた従来のカラー陰極線管に用いた光吸収層は、非透過型であるため、蛍光体層との重合部における蛍光体層からの発光は、表示面側には出て行かない。
【００４１】
それらの結果を下記表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
上記表１から明らかなように、透過型光吸収層を用いたサンプルＮｏ．１〜５は、いずれも非透過型光吸収層を用いた従来ＣＲＴよりもコントラストが改善していることがわかる。また、酸化マンガンと酸化鉄の固溶体を用いたサンプルＮｏ．１およびベンガラを用いたサンプルＮｏ．２は、いずれもΔＲ／ΔＧが１．２を大きく超え、また１．０以下の電流比ｒ／ｇを示している。なお、図２は、サンプル１〜５で用いた微粒子の分光透過率を示すが、図２に示すように、酸化マンガンと酸化鉄の固溶体およびベンガラは、赤色領域に大きな透過率を有する材料である。
【００４４】
これに対し、フラットな分光透過率を示し、ΔＲ／ΔＧが低い黒色微粒子（Ｎｏ．４およびＮｏ．５）を用いた場合では、電流比ｒ／ｇは、従来のカラー陰極線管と同様であり、改善されていないことがわかる。
【００４５】
ただし、電流比ｂ／ｇについては、サンプルＮｏ．１〜５はいずれも従来のカラー陰極線管と同様であるが、充分に低い値であるため、問題はない。また、色再現域についても、同一の蛍光体を用いているため、どのサンプルも同様である。
【００４６】
以上の実施例は、サンプルＮｏ．１〜５で用いた透過型光吸収層の透過率を約３０％に設定した場合であるが、本発明者らの実験によれば、３０％以外の透過率においても、０．１≦ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ≦０．７、ΔＲ／ΔＧ≧１．２、ΔＢ／ΔＧ≧０．３という条件を満たす透過特性を有する透過型光吸収層を設けることで、電流比ｒ／ｇを改善して、「赤にじみ現象」を解消し、更に色再現域を損なうことなく、コントラストを改善できることがわかった。
【００４７】
なお、ΔＲ／ΔＧおよびΔＢ／ΔＧは、上限は特に限定していないが、０．１≦ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ≦０．７の条件から、いずれも７．０を超える値はとり得ないことは明らかである。
【００４８】
実施例２
平均粒径７０ｎｍ、１２０ｎｍ、２００ｎｍ、３２０ｎｍ、５５０ｎｍの５種の酸化マンガンと酸化鉄の固溶体からなる微粒子により、透過型光吸収層を形成したカラー陰極線管サンプルＡ〜Ｅを作成した。各サンプルは、透過型光吸収層を構成する微粒子の粒径が異なるもので、その他の作成条件等は、すべて同一である。また、透過型光吸収層の形成は、常法に従い、微粒子を含む塗布液を塗布し、所定のパターンに露光し、現像することにより行われ、各塗布液は、透過型光吸収層の白色光による透過率が約３０％となるように、微粒子濃度を調整した。
【００４９】
実施例１と同様にして、各カラー陰極線管サンプルについて、輝度改善度、外光反射改善度、コントラスト比、電流比ｒ／ｇ、および電流比ｂ／ｇを求めた。
それらの結果を下記表２に示す。なお、従来ＣＲＴについての特性も併せて示す。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
上記表２から、微粒子の平均粒径が増加するに従って、コントラスト比が劣化することがわかる。電流比ｒ／ｇについても、同様の傾向を示している。これは、微粒子の平均粒径が増加するに従って、ヘイズ（濁度）が劣化するためと考えられる。
【００５２】
従って、上記表２から、電流比ｒ／ｇを十分に改善しつつ、１以上のコントラスト比を得るためには、微粒子の平均粒径は４００ｎｍ以下であるのが好ましいことがわかる。また、コントラスト比の改善効果を視覚に十分に訴えるためには、輝度および外光反射の両方を劣化させることなくコントラスト比を１０％以上改善することが望ましいが、そのためには、微粒子の平均粒径は２００ｎｍ以下であるのが特に好ましいことがわかる。
【００５３】
本実施例は、透過型光吸収層の白色光の透過率を約３０％に設定した場合であるが、本発明者らの実験によれば、３０％以外の１０〜７０％の範囲の透過率においても、ΔＢ、ΔＧ、ΔＲが、上記式（１）〜（３）を満たす場合に、実施例１と同様の結果が得られることが分かった。
【００５４】
また、本実施例は、酸化マンガンと酸化鉄の固溶体からなる微粒子を用いたが、ベンガラ微粒子、カーボングラファイト微粒子についても、同様の結果が得られることがわかった。
更に、以上の実施例では、本発明をカラー陰極線管に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、ＦＥＤディスプレイにも同様に適用可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によると、所定の透過特性を有する透過型光吸収層を設けることにより、電流比を改善し、「赤にじみ現象」を改善することが出来るとともに、色再現域を損なうことなく、コントラストを改善することが可能な優れたカラー画像表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】透過型光吸収層を用いた蛍光面の輝度プロファイルを示す図。
【図２】種々の微粒子の分光透過率を示す特性図。
【図３】通常のカラー受像管の蛍光面を示す断面図。
【符号の説明】
１，１１…ガラスパネル、２…透過型光吸収層、３，  １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…蛍光体層、１２…非透過型光吸収層、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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