(57)【要約】【課題】前面パネルの光透過率を変えず、蛍光体の発光輝度を損なうことなく効果的に外光反射を抑制することによって、カラー陰極線管のコントラストを向上させる。【解決手段】複数種の蛍光体を所定のパターンに配置した蛍光膜１００を前面パネル１の内面に形成した後に、蛍光膜１００に水ガラスを浸透させ、乾燥することにより、蛍光体３、４、５の粒子の隙間にケイ酸アルカリ塩６が充填された膜を得る。ケイ酸アルカリ塩６が隙間を埋めることにより、蛍光膜１００の凹凸を緩和し、蛍光体とその外界との光屈折率との差を緩和する。【選択図】  図１
2005026140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の蛍光体が所定のパターンに配置された蛍光膜を前面パネルの内面に形成した後に、前記蛍光膜に水ガラスを浸透させ、乾燥することにより、前記蛍光体の粒子の隙間にケイ酸アルカリ塩が充填された膜を得ることを特徴とするカラー陰極線管の製造方法。
【請求項２】
複数種の蛍光体が所定のパターンに配置された蛍光膜が前面パネルの内面に形成されたカラー陰極線管において、
前記蛍光膜は、前記蛍光体の粒子の隙間にケイ酸アルカリ塩が充填された構造を有することを特徴とするカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管の蛍光面およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のカラー陰極線管の断面概略図を示す。カラー陰極線管は、前面パネル部１、ファンネル部９１およびネック部９２からなるガラス製外囲器と、前面パネル部１の内面に形成された蛍光面９６と、ネック部９２に封入された電子銃９３と、蛍光面９６の電子銃９３側に所定の間隔を保持して配置された色選別電極９７と、磁気シールド９８とを備える。ファンネル部９１の周囲に、電子銃９３から放射される電子ビーム９４を偏向させる偏向ヨーク９５が装着される。
【０００３】
図２は、蛍光面９６と色選別電極９７を部分的に拡大して示す斜視図である。図２に示すように、前面パネル１内面に黒色膜９９を所定の位置に設け、その上に複数種の蛍光体、一般的には緑・青・赤の蛍光体が所定のパターンに配置された蛍光膜１００が形成され、この上にアルミニウム等の反射膜１０１が設けられることにより、蛍光面９６が構成される。各色の蛍光体は、色選別電極９７を通過して到達する電子ビーム９４の照射により発光する。
【０００４】
蛍光面の形成には一般的にスラリー法が用いられる。一様な厚みの蛍光膜を形成し、これを乾燥させた後、色選別電極をパネル内面の所定の位置に装着して露光を行い、温水等で現像して所定の色の蛍光膜パターンを形成する。この工程を緑・青・赤の３色の蛍光体に対して順次行い、３色の蛍光体を所定のパターンに形成する。その後、有機のフィルミング膜を形成してその上にアルミ蒸着膜を形成することにより蛍光面９６を得る。
【０００５】
カラー陰極線管の輝度およびコントラスト性能を向上させるためには、蛍光面の品質改善が大変重要となる。図３は蛍光面の断面図を示し、画像輝度を概念的に表している。前面パネル１の内面に、黒色膜９９と、緑・青・赤の蛍光体３、４、５が所定のパターンに配置された蛍光膜１００が形成され、その上に反射膜１０１が形成されている。電子ビーム９４が蛍光体３、４、５に照射されて蛍光体が発光する。カラー陰極線管の画像輝度は、蛍光体発光輝度１０２と外光反射輝度１０３とから成る。このうち外光反射輝度１０３は、カラー陰極線管の未発光時の輝度（暗輝度）に相当する。カラー陰極線管のコントラスト性能は、コントラスト＝（画像輝度）／（外光反射輝度）で表される。
【０００６】
カラー陰極線管のコントラストを向上させ、ひきしまった画像を得る為には、蛍光体発光輝度１０２を向上させるか、または外光反射輝度１０３をできるだけ抑制しなければならない。外光反射輝度１０３は前面パネル１の透過率の２乗に比例するため、前面パネル１の透過率を下げることで抑制できるが、蛍光体発光輝度１０２も低下してしまうという弊害がある。前面パネル１の透過率を変えずに外光反射輝度１０３を抑えることは、蛍光体発光輝度１０２を向上させることと同義であり、これが大変重要となる。
【０００７】
外光反射輝度を悪化させてしまう最大の要因は、蛍光膜１００表面での反射である。これは、カラー陰極線管に用いられる蛍光体粒子は電子ビームの発光特性上の問題から一般的に４〜１０μｍのものが用いられているため、蛍光膜表面の凹凸は可視光の波長よりもはるかに大きくなり、蛍光膜表面で乱反射が起こるためである。
【０００８】
このような課題に対し、従来、カラー陰極線管の外光反射輝度を抑制する技術として、蛍光体粒子の表面または蛍光膜と前面パネルとの間に、蛍光体発光色と同等色のカラーフィルターを設けることが行われてきた。しかし、同技術において、カラーフィルターの自発光吸収を避けることはできず、外光反射をさらに抑制しようとする場合は、蛍光体発光輝度も大幅に低下してしまうことが予想される。
【０００９】
一方、蛍光体の表面処理によりコントラスト性能を向上させる技術として、蛍光体表面に、二酸化珪素、珪酸亜鉛等とカルボキシメチルセルロース等を被覆させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、緻密な蛍光膜を得る技術として、蛍光体分散液に水ガラスを添加、攪拌した後、微粒子シリカを添加し、微粒子シリカを蛍光体表面に付着させることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−３４８５６９号公報
【特許文献２】
特公平８−１５０４１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来の技術では、蛍光膜の緻密性向上による蛍光体発光輝度向上は期待できるが、蛍光体の分散性向上だけでは外光反射輝度の抑制にはならない。本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、前面パネルの光透過率を変えず、蛍光体の発光輝度を損なうことなく効果的に外光反射を抑制することによって、カラー陰極線管のコントラストを向上させるものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー陰極線管の製造方法は、複数種の蛍光体が所定のパターンに配置された蛍光膜を前面パネルの内面に形成した後に、前記蛍光膜に水ガラスを浸透させ、乾燥することにより、前記蛍光体の粒子の隙間にケイ酸アルカリ塩が充填された膜を得ることを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
また、本発明のカラー陰極線管は、複数種の蛍光体が所定のパターンに配置された蛍光膜が前面パネルの内面に形成されたカラー陰極線管において、前記蛍光膜は、前記蛍光体の粒子の隙間にケイ酸アルカリ塩が充填された構造を有することを特徴とする（請求項２）。
【００１４】
本発明者らは、上記の目的を達成するために研究を重ねた結果、蛍光膜の形成後に蛍光膜中の蛍光体粒子の隙間をケイ酸アルカリ塩が埋めることによって、蛍光膜の凹凸を緩和し、蛍光体とその隙間との屈折率の差を緩和することができ、蛍光体表面での光の反射を抑制できることを見出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、緑、青、赤の蛍光膜のパターンを形成後に蛍光膜の背後より水ガラスを施し、蛍光体粒子間をケイ酸アルカリ塩で充填することを特徴とするものである。
【００１５】
完成後のカラー陰極線管の内部は真空に保たれる。従来は蛍光膜の蛍光体粒子間の隙間は真空であり、蛍光体粒子の屈折率と隙間（真空）の屈折率に大きな差があった。本発明によれば、蛍光体粒子間の隙間をケイ酸アルカリ塩で充填することにより、蛍光体粒子とケイ酸アルカリ塩との屈折率の差が小さくなり、蛍光体表面の反射率が低下するので、前面パネルの外光反射輝度が低下する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。従来の技術と共通する部分については説明を省略し、本発明の特徴である蛍光膜の構造ならびにその製造方法について説明する。
【００１７】
本発明のカラー陰極線管の製造方法においては、まず第１段階として前面パネルの内面に所定のパターンの蛍光膜を形成し、次に第２段階として蛍光膜に水ガラスを塗布して浸透させ、蛍光体粒子の隙間にケイ酸アルカリ塩が充填された膜を得る。以下、各々の工程について説明する。
【００１８】
蛍光膜の形成には、一般的なスラリー法を用いればよい。ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液に重クロム酸アンモニウム（ＡＤＣ）水溶液を加えたフォトレジストに蛍光体粉末を懸濁させてスラリーとする。前面パネル内面を上に向け所定の角度だけ傾斜させてゆっくりと回転させながら、前面パネル内面にスラリーを注入する。スラリーを緩やかに塗り広げ、前面パネル内面全体にスラリーが行き渡った後に、前面パネルを傾けて高速で回転させ余剰スラリーを振り切って排出し、一様な厚みの蛍光膜を形成する。ヒータ、温風などで蛍光膜を乾燥させる。
【００１９】
次に、色選別電極を前面パネル内面の所定の位置に装着して露光を行い、温水等で現像して所定の色の蛍光膜パターンを形成する。この工程を緑・青・赤の３色の蛍光体について順次行い、所定のストライプパターンを形成する。
【００２０】
次に、蛍光膜に水ガラスを塗布する。水ガラスのケイ酸アルカリ塩としては、Ｎａ２Ｏ・ＳｉＯ２、またはＫ２Ｏ・ＳｉＯ２等である。これらのケイ酸アルカリ塩は２〜２０％の濃度の水溶液として用いる。これらの水溶液を、蛍光膜形成後の前面パネルに塗布し、浸透させ、ヒータおよび温風にて乾燥させ、蛍光体粒子間にケイ酸アルカリ塩が充填された膜を得る。
【００２１】
図１は、水ガラスを乾燥した後の蛍光膜の断面図を示したものである。前面パネル１の内面に、黒色膜９９が所定のパターンで形成され、黒色膜９９の間の所定の箇所に緑・青・赤の蛍光膜が形成されて所定のストライプ状のパターンを形成している。ケイ酸アルカリ塩６は、緑・青・赤の蛍光体３、４、５の粒子間の隙間に充填されるとともに、蛍光膜表面の凹凸をなくし平滑な面を形成している。
【００２２】
このように、ケイ酸アルカリ塩が蛍光膜中の蛍光体粒子の隙間を埋めることによって、蛍光膜の凹凸を緩和し、蛍光体とその外界との屈折率との差を緩和するので、蛍光体表面での光の反射が抑制され、カラー陰極線管のコントラストが向上する。
【００２３】
なお、水ガラスを用いる蛍光膜形成方法として沈降法が知られているが（例えば、特開２００１−１１５０９９号公報）、これはモノクロームカラー陰極線管の蛍光面形成のために水ガラスを接着剤として用いる方法であり、これをカラー陰極線管の蛍光膜形成に用いることはできない。
【００２４】
＜実施例＞
本発明を３２型カラー陰極線管の蛍光膜の形成に適用した実施例を以下に示す。
【００２５】
以下の説明において、前面パネル内面を鉛直上向きの場合を０°とし、前面パネルフェース面に垂直な軸と鉛直軸とのなす角度をθとする。使用する前面パネルは、５００ｍｍ×７００ｍｍの外径を有しており、内面曲率半径は約１００００ｍｍである。
【００２６】
蛍光膜の形成には前述のスラリー法を用いる。蛍光膜を形成する蛍光体の材料は、緑色はＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、青色はＺｎＳ：Ａｇ、赤色はＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕである。蛍光体の平均粒子径は、各色４μｍないし８μｍである。使用する蛍光体スラリーは、これらの蛍光体を、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液に重クロム酸アンモニウム（ＡＤＣ）水溶液を加えたフォトレジストに懸濁させたものである。
【００２７】
スラリーを前面パネル内面に塗布し、余剰液の振り切りおよび乾燥後、色選別電極を前面パネル内面の所定の位置に装着して露光を行い、温水等で現像して所定の色の蛍光膜パターンを形成する。現像後の各色蛍光膜の厚みが８μｍないし１０μｍになるように、スラリーの比重や振り切り時の前面パネル回転数を適宜調整する。
【００２８】
次に、水ガラスを塗布する。前面パネルの傾斜角度θを１０°とし、回転数を５ｒｐｍとして、２０％のケイ酸ナトリウム塩水溶液を２００ｍｌ注入する。前面パネルの傾斜角度θを１４°、６ｒｐｍの低回転で４０秒間保持して前面パネル内面全体に塗り拡げる。その後、前面パネル傾斜を速やかに１１０°まで傾斜させ余剰液の排出を行いながら１００ｒｐｍにて２０秒間、振り切りによる膜厚の均一化を行う。前面パネル回転数を１５ｒｐｍに保ちながら２００秒間、ヒータおよび温風にて蛍光膜を乾燥させ、蛍光体粒子間にケイ酸アルカリ塩が充填された蛍光体膜を得る。
【００２９】
水ガラスを塗布した蛍光膜と、水ガラスを塗布しない蛍光膜を製作し、前面パネルを正面から目視により比較観察したところ、水ガラスを塗布した蛍光膜の方が全体に黒みがかったものであった。外光反射輝度が抑制されたことが確認された。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、前面パネルの光透過率を変えず、蛍光体の発光輝度を損なうことなく効果的に外光反射を抑制することによって、カラー陰極線管のコントラストを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蛍光面の断面図
【図２】蛍光面と色選別電極の部分拡大斜視図
【図３】画像輝度を概念的に示す蛍光面の断面図
【図４】カラー陰極線管装置の一部切り欠き斜視図
【符号の説明】
１  前面パネル
３  緑色蛍光体
４  青色蛍光体
５  赤色蛍光体
６  ケイ酸アルカリ塩
９１  ファンネル部
９２  ネック部
９３  電子銃
９４  電子ビーム
９５  偏向ヨーク
９６  蛍光面
９７  色選別電極
９８  磁気シールド
９９  黒色膜
１００  蛍光膜
１０１  反射膜
１０２  蛍光体発光輝度
１０３  外光反射輝度
【図１】
2005026140.tif 000003
【図２】
2005026140.tif 000004
【図３】
2005026140.tif 000005
【図４】
2005026140.tif 000006