(57)【要約】【課題】  フェースプレートの変色を軽減させるとともに、ブラウニング現象に起因する輝度低下を防止させ、高輝度発光が得られる表示装置を提供する。また、電子線エネルギーを有効に利用させることによって蛍光体層への負担を低減させ、製品寿命を大幅に向上させる。  【解決手段】  可視光透過性を有するフェースプレートガラス材料にＴｂ3+を含む発光物質を添加させてフェースプレート２を形成し、蛍光体層６を緑色発光蛍光体６ｇとすることにより、蛍光体層６に直接衝突する電子線１１のエネルギーによる緑色発光と、フェースプレート２に投射される電子線１１のエネルギーによる緑色発光とにより、発光量が増大する。フェースプレート２に注入された電子線１１のエネルギーを光として取り出すことにより、フェースプレート２に生じるブラウニングを低減させ、かつ表示画像の明るさを大幅に向上させることができる。【選択図】  図３
2005235433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光透過性のフェースプレートを有する真空外囲器と、
前記フェースプレートの内面に形成された蛍光体層と、
前記真空外囲器内に収容され、且つ前記蛍光体層に向けて電子線を出射する電子線源と、を備え、
前記フェースプレートは前記電子線により発光する発光物質を添加させた発光ガラス層
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記フェースプレートの発光中心となるイオン濃度が当該フェースプレート内の前記蛍光体層の形成側に近い側において高濃度とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記フェースプレートの発光領域が当該フェースプレートの前記蛍光体層の形成面からフェースプレートの前面に向かって５０μｍ以内であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記フェースプレートに添加された発光物質がＥｕ3+であり、前記蛍光体層が赤色発光蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記フェースプレートに添加された発光物質がＴｂ3+であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記フェースプレートに添加された発光物質がＴｍ3+であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記フェースプレートの内面に凹凸面を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記フェースプレートの発光部位の発光色が前記各蛍光体層の発光色に対応していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示装置は、投写型陰極線管であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置は、電界放出型画像表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特に電子線の照射に起因するパネルガラスの着色現象を抑制した表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置として、例えば投写型陰極線管を用いた投写型テレビジョン装置がある。投写型テレビジョン装置は、緑色画像用，青色画像用及び赤色画像用の３本の投写型陰極線管を映写スクリーンから所定距離だけ離れた位置に配置し、３本の投写型陰極線管のフェースプレートに表示された再生画像を投写レンズを通して映写スクリーン上に重ね合わせて投写表示する。
【０００３】
この種の投写型陰極線管は、ガラス製の真空外囲器と、フェースプレートを有するパネル部と、内部に電子銃を収納した細長い円筒状のネック部と、パネル部とネック部とを連接するファンネル部とから構成されている。
【０００４】
また、この投写型陰極線管では、そのパネル部のフェースプレート内面に蛍光体層を有する。電子銃から出射する高密度の電子線（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）は、偏向ヨークで形成される垂直及び水平偏向磁界で偏向され、蛍光体層上を二次元走査する。電子線が蛍光体に衝突したことによって発生する光は投写レンズで映写スクリーン上に拡大投影する。
【０００５】
この種の投写型陰極線管では、高密度の電子線が緑色，青色，赤色の何れかからなる単色蛍光膜に投射されたとき、電子線の内、これらの単色蛍光体層内の蛍光体粒子に当らず、蛍光体の発光に寄与しない電子線がある。また、蛍光体粒子間を散乱しながら、透過し、フェースプレートに投射される電子がある。このため、フェースプレートは、フェースプレートに電子ビームが投射してフェースプレート自体が茶色味を帯びる現象であるブラウニングを生じる。
【０００６】
このように電子線中で蛍光体粒子の発光に寄与しない電子が比較的多く存在することと、その発光に寄与しない電子がフェースプレートに投射することによりフェースプレートにブラウニングが生じることから、明るい表示画像を有する投写型陰極線管を得ることが難しかった。
【０００７】
また、フェースプレートにこのようなブラウニングが生じると、フェースプレートは特に緑から青領域の光を吸収する。そのため、ブラウニングは、緑色用投写型陰極線管及び青色用投写型陰極線管の長寿命化を妨げる一つの要因となっていた。
【０００８】
なお、このようなブラウニングの発生は、前述した投写型陰極線管に限るものではなく、電界放射型画像表示装置，ディスプレイモニター管，テレビ受像機，その他の陰極線管，パネルガラスの内面に蛍光体を有しない陰極線管あるいは蛍光体以外の層を有する陰極線管などにおいても同様に発生する。
【０００９】
特許文献１には、この種のブラウニングの対策技術が開示されている。この特許文献１では、パネル部のフェースプレート内面と蛍光体層との間にアルカリを含まず、且つ電子線の衝撃により実質的な還元性を有するイオンを含まない酸化膜を形成し、この酸化膜は、電子線が貫通してフェースプレートに達するのを防ぐのに十分な厚さを有し、所望の色座標仕様を妨げるほどの色を有さない陰極線管が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には、他のブラウニングの対策技術が開示されている。この特許文献２では、パネル部のフェースプレート内面の蛍光面に形成されたインデックスストライプからのインデックス光を検出する受光素子が外面側に取り付けられるビームインデックス型陰極線管用ファンネルにおいて、ＣｅＯ2を０．１〜２重量％含有し、且つ波長が０．６ÅにおけるＸ線吸収係数が２８ｃｍ-1以上とする非鉛含有ガラスからなるビームインデックス型陰極線管用ファンネルが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平７−２６２９３２号公報
【特許文献２】特開平８−３１３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の陰極線管では、パネル部のフェースプレート内面に電子線に対する耐久性の高い酸化物層を形成することにより、高エネルギー電子線の衝撃によるフェースプレートの変色（ブラウニング）の発生を防止させている。しかしながら、電子線の利用効率は向上していなかった。
【００１３】
また、特許文献２に記載のビームインデックス型陰極線管用ファンネルでは、ファンネルを構成するガラス材に電子線に対する耐久性の高い酸化セリウムを混入させて形成することにより、ブラウニング現象による受光窓部分の光透過率の低下を防止させている。しかしながら、上記特許文献１と同様に電子線の利用効率は向上していなかった。
【００１４】
したがって、本発明は前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フェースプレートの変色を軽減させるとともに、ブラウニング現象に起因する輝度低下を防止させ、高輝度発光が得られる表示装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、電子線エネルギーを有効に利用させることによって蛍光体への負担を低減させ、製品寿命を大幅に向上させることができる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために本発明による表示装置は、内面に蛍光体層が形成された可視光透過性を有するフェースプレートに電子線の投射により当該フェースプレート自体を発光させる発光物質を添加させることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを光として取り出すことにより、背景技術の課題を解決することができる。
【００１７】
また、好ましくは、上記構成において、フェースプレート内の発光物質の濃度は外面側より内面側で高い。
【００１８】
また、好ましくは、上記構成において、フェースプレート内面の蛍光体層の形成側に近い側から発光領域を５０μｍ以内とすることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを発光色として取り出すことができる。
【００１９】
また、好ましくは、上記構成において、発光物質がＥｕ3+であり、蛍光体層を構成する蛍光体が赤色発光蛍光体とすることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを蛍光体の発光色に近似した赤色発光色として取り出すことができる。
【００２０】
また、好ましくは、上記構成において、発光物質がＴｂ3+であり、蛍光体層を構成する蛍光体が緑色発光蛍光体とすることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを蛍光体の発光色に近似した緑色発光色として取り出すことができる。
【００２１】
また、好ましくは、上記構成において、発光物質がＴｍ3+であり、蛍光体層を構成する蛍光体が青色発光蛍光体とすることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを蛍光体の発光色と近似した青色発光色として取り出すことができる。
【００２２】
また、好ましくは、上記構成において、フェースプレート内面に凹凸面を持たせることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを高輝度発光色として取り出すことができる。
【００２３】
また、好ましくは、上記構成において、フェースプレート内の発光物質の形成部位が各蛍光体層の発光色に対応させることにより、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを対応する発光色として取り出すことができる。
【００２４】
なお、本発明は、前記各構成及び後述する実施の形態に記載される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による表示装置によれば、電子線投射によりフェースプレートに注入された電子線エネルギーを発光色として取り出すことができる。また、電子線によるフェースプレートの損傷を低減させることができる。さらに、フェースプレートの発光色と蛍光体層の発光色とを表示用として使用することにより、発光量が増大する。これによって電子線の投射量を低減させることができるので、蛍光体層への負担が減少し、製品寿命を大幅に向上させることができる。また、上記発光色を蛍光体からの発光色とともに表示用として利用することができるので、長時間にわたって電子線が投射されても充分な輝度向上効果が得られるなどの極めて優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明による表示装置の実施例１による投写型陰極線管の構成を説明する要部断面図である、図１において、１はパネル部、２はフェースプレート、３はネック部、４はファンネル部、５は蛍光面、６は蛍光体層、７は電子線を反射させる反射膜、８はアルミニウム蒸着膜、９は偏向ヨーク、１０は電子銃、１１は電子銃１０から投射される電子線、１２は投写型陰極線管である。
【００２８】
この投写型陰極線管１２を構成するガラス製の真空外囲器（バルブ）は、大口径の透光性フェースプレート２を有するパネル部１と、内部に電子銃１０を収納した細長い円筒状のネック部３と、パネル部１とネック部３とを連接するファンネル部４とから構成される。
【００２９】
パネル部１は、フェースプレート２の内面に形成された蛍光体層６及び反射膜７の２層構造からなる蛍光面５と、この蛍光面５上に形成されたアルミニウム膜８とを有している。
【００３０】
ここで、蛍光体層６は、投写型陰極線管１２が緑色画像用投写型陰極線管であるときは緑色の単色蛍光膜を構成し、投写型陰極線管１２が青色画像用投写型陰極線管であるときに青色の単色蛍光膜を構成し、投写型陰極線管１２が赤色画像用投写型陰極線管であるときに赤色の単色蛍光膜を構成する。
【００３１】
反射膜７は、フェースプレート２の内面と蛍光体層６との間に設けられ、電子銃１０から投射された電子線１１に対して高い反射特性を示すように構成されている。また、この反射膜７は、例えば平均膜厚が約０．２μｍの酸化ビスマス（Bi2O3）の金属化合物の薄膜である。ネック部３とファンネル部４との連接部分の外側には、偏向ヨーク９が装着され、電子銃１０から放射された１本の電子線１１は、偏向ヨーク９で所定の方向に走査偏向された後、蛍光面５に衝突する。
【００３２】
上記構成による投写型陰極線管１２における画像表示動作は、既知の投写型陰極線管における画像表示動作と殆ど同じであり、また、緑色画像表示用投写型陰極線管，青色画像表示用投写型陰極線管及び赤色画像表示用投写型陰極線管を用いて映写スクリーン上にそれらの表示画像を合成状態で投写させ、拡大された合成カラー画像を表示させる投写型テレビジョン装置の動作も既知のこの種の投写型テレビジョン装置の動作と同じであるので、これらの動作についての説明はいずれも省略する。
【００３３】
図２は、図１に示した投写型陰極線管のフェースプレート２及び蛍光面５の一部Ａの具体的構造を示す拡大断面図であり、前述した図１と同一部分には同一符号を付してある。図２において、このフェースプレート２の内面には、このフェースプレート２の内面上に形成された反射膜７と、この反射膜７上に設けられた緑色，青色または赤色のいずれかからなる蛍光体層６とが配置される。この場合、反射膜７は、例えば平均膜厚が約０．２μｍの酸化ビスマス（Bi2O3）を主成分とする薄膜であり、この単色蛍光体層６は上述したように緑色単色蛍光膜，青色単色蛍光膜または赤色単色蛍光膜のいずれかからなるものである。また、電子線１１を反射する反射膜７を形成しても、反射膜７を通過する電子がある。
【００３４】
図３は、図１に示す投写型陰極線管の実施例１の具体的な構成を説明する要部拡大断面図であり、上述した図２と同一部分に同一符号を付してある。図３において、フェースプレート２は、それ自体が電子線１１の投射により発光する発光物質を添加させた発光ガラス材の成形体により形成されている。このフェースプレート２は、通常用いられるパネル用のガラス材料にＴｂ3+を含む発光物質を約５ｍｏｌ％添加してある。このＴｂ3+を含む発光物質をパネル用のガラス材料に添加することにより、フェースプレート２は電子線１１の衝突によって緑色発光ＬＧを呈する。このフェースプレート２とファンネル部４とを接合し、７インチ型の投写型陰極線管用ガラスバルブを形成した。このガラスバルブを用いて通常の投写型陰極線管作製工程を経て投写型陰極線管を作製した。
【００３５】
本実施例で作成した投写型陰極線管の構成を図４に要部断面図にて示す。蛍光体層６は平均粒径約６μｍのＹ2ＳｉＯ5：Ｔｂ緑色発光蛍光体６ｇを用い、酢酸バリウムと水ガラスとの混合体による沈降塗布法にて成膜した。図４ではＡｌ蒸着膜８は省略されている。
【００３６】
このようにして作製した投写型陰極線管と従来品である投写型陰極線管とを加速電圧約３１ｋＶ，電子線照射面積１０２×７６ｍｍ2（５インチラスタ），電流約７００μＡの条件下で駆動した。この結果、本実施例で作製した投写型陰極線管の初期輝度は、従来の投写型陰極線管の初期輝度と比較して約１．０５倍となった。また、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いは従来品投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とすると、約０．８５倍に低減させることができた。図３及び図４に示したパネル部１の内面には反射膜７を形成していない。図３及び図４に示したパネル部１のフェースプレート２と蛍光体層６との間に反射膜を設けることで、さらにブラウニングを抑制できる。
【実施例２】
【００３７】
図５は、本発明による表示装置の実施例２による投写型陰極線管の構成を説明する要部断面図であり、前述した図４と同一機能部分には同一符号を付し、その説明は省略する。投写型陰極線管に用いられるガラス製フェースプレート２には、その内面側にイオン打ち込み法によりＴｂ3+を添加させても良い。このような構成においては、発光中心として作用する発光物質Ｔｂ3+はフェースプレート２の内面側に高い濃度で存在することになる。このフェースプレート２の内面側のＴｂ3+を含む発光物質を添加させた発光ガラス層２Ｇは、電子線１１の衝突によって緑色発光を呈する。
【００３８】
以下、実施例１と同様に内面に発光ガラス層２Ｇを形成したフェースプレート２とファンネル部４とを接合し、７インチ型の投写型陰極線管用ガラスバルブを形成した。このガラスバルブを用いて通常の投写型陰極線管作製工程を経て投写型陰極線管を作製した。蛍光体層６は平均粒径約６μｍのＹ2ＳｉＯ5：Ｔｂ緑色発光蛍光体６ｇを用い、酢酸バリウムと水ガラスとの混合体による沈降塗布法にて成膜した。
【００３９】
このようにして作製した投写型陰極線管と従来品である投写型陰極線管とを加速電圧約３１ｋＶ，電子線照射面積１０２×７６ｍｍ2（５インチラスタ），電流約７００μＡの条件下で駆動した。この結果、本実施例で作製した投写型陰極線管の初期輝度は、従来の投写型陰極線管の初期輝度と比較して約１．０５倍となった。また、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いは従来品投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とすると、約０．８５倍に低減させることができた。
【実施例３】
【００４０】
図６は、本発明による表示装置の実施例３による投写型陰極線管の構成を説明する要部断面図であり、前述した図４と同一機能部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図６において、投写型陰極線管に用いられるガラス製フェースプレート２は、その内面にゾル−ゲル法により形成した発光ガラス層２Ｇを有する。この発光ガラス層２ＧはＴｂ3+を含む発光物質を約５ｍｏｌ％添加させた。このフェースプレート２の内面側に形成されたＴｂ3+を添加した発光ガラス層２Ｇは、電子線１１の衝突によって緑色発光を呈する。
【００４１】
以下、実施例１と同様に投写型陰極線管用ガラスバルブを作製し、このガラスバルブを用いて通常の投写型陰極線管作製工程を経て投写型陰極線管を作製し、実施例１と同一条件で駆動した。
【００４２】
蛍光体層６は、平均粒径約６μｍのＹ2ＳｉＯ5：Ｔｂ緑色発光蛍光体６ｇを用い、酢酸バリウムと水ガラスとの混合体による沈降塗布法にて成膜した。なお、この図６においてＡｌ蒸着膜８は省略されている。
【００４３】
図７は、相対初期輝度（（発光ガラス層を形成した陰極線管の初期輝度／発光ガラス層のない陰極線管の初期輝度）×１００％）と、発光ガラス層の厚さとの関係を示す図である。投写型陰極線管は、上記発光ガラス層２Ｇを形成することによって初期輝度が従来品である投写型陰極線管と比較して向上させることができた。また、下記表１は、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いを示す。従来品の投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とした本実施例では、８種類に陰極線管を作製し、発光ガラス層２Ｇをそれぞれ約１０，２０，３０，５０，７０，１００，３００，５００μｍの厚さで形成した。輝度低下度合いは、各発光ガラス層２Ｇの厚さにより下記表１に示すように低減させることができた。
【００４４】
【表１】
2005235433.tif 000003
【００４５】
図７及び表１から明らかなように発光ガラス層２Ｇの厚さが約５０μｍ以上ではその効果が変わらないことが分った。これは発光ガラス層２Ｇ内への電子線到達距離が約５０μｍ以下であるためである。したがって、発光ガラス層２Ｇの厚さは、少なくとも約５０μｍあれば十分であることが分かる。なお、これらの値は、加速電圧約３１ｋＶで実験を行った結果であり、加速電圧が低い場合はさらに薄く、約５０μｍ以内でも良い。
【００４６】
ゾル−ゲル法で発光ガラス層２Ｇを形成する際に層を厚くすると、発光ガラス層２Ｇがひび割れする。本実施例では、約３００μｍ以上の厚さでひび割れを確認した。好ましくはガラス層２Ｇの厚さは約２００μｍ以下が良い。
【実施例４】
【００４７】
図８は、相対初期輝度と発光ガラス層中のＴｂ濃度との関係を示す図である。本実施例では７種類の陰極線管を作製した。投写型陰極線管に用いられるガラス製フェースプレート２の内面にゾル−ゲル法によりＴｂ3+をそれぞれ約１，３，５，７，１０，１５，２０ｍｏｌ％添加させた発光ガラス層２Ｇを約５０μｍの厚さで形成した。このフェースプレート２の内面側に形成されたＴｂ3+を含む発光物質を添加させた発光ガラス層２Ｇは、電子線１１の衝突によって緑色発光を呈する。
【００４８】
しかしながら、Ｔｂ3+を含む発光物質を約１５ｍｏｌ％及び約２０ｍｏｌ％含む発光ガラス層２Ｇは、透明性を失ってしまった。本実施例では、Ｔｂ3+を約１，３，５，７，１０ｍｏｌ％添加させた発光ガラス層２Ｇを有するフェースプレート２を対象にして実施例１と同様に投写型陰極線管用ガラスバルブを形成した。このガラスバルブを用いて通常の投写型陰極線管作製工程を経て投写型陰極線管を作製し、実施例１と同一条件で駆動した。
【００４９】
本実施例で作製したＴｂ3+を約１，３，５，７，１０ｍｏｌ％を添加させた発光ガラス層２Ｇを有する投写型陰極線管の初期輝度は、図８に示すように従来品の投写型陰極線管の初期輝度と比較して向上させることができた。また、下記表２は、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いを示す。従来品の投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とした。約５０００時間後の輝度低下度合いはＴｂ3+の濃度により、下記表２に示すように低減させることができた。透明性を維持するためにＴｂ3+の濃度は約１０ｍｏｌ％以下が良く、さらには図８及び表２より分るように、より高い効果が得られる約３ｍｏｌ％〜約１０ｍｏｌ％であることが望ましい。
【００５０】
【表２】
2005235433.tif 000004
【実施例５】
【００５１】
図９は、相対初期輝度と発光ガラス中のＴｂ濃度との関係を示す図である。本実施例では７種類に陰極線管を作製した。フェースプレート２の内面にゾル−ゲル法によりＥｕ3+を約１，３，５，７，１０，１５，２０ｍｏｌ％添加させた発光ガラス層を約５０μｍの厚さでそれぞれ形成した。このフェースプレート２の内面側に形成されたＥｕ3+を添加した発光ガラス層は、電子線の衝突によって赤色発光を呈する。しかしながら、Ｅｕ3+を約１５ｍｏｌ％及び約２０ｍｏｌ％を含む発光ガラス層２Ｇは、透明性を失ってしまった。Ｅｕ3+を約１，３，５，７，１０ｍｏｌ％添加した発光ガラス層を有するフェースプレートを対象にして以下実施例１と同様に投写型陰極線管用ガラスバルブを形成した。このガラスバルブを用いて通常の投写型陰極線管作製工程を経て投写型陰極線管を作製し、実施例１と同一条件で駆動した。
【００５２】
なお、本実施例では、蛍光体層６の形成には平均粒径約６μｍのＹ2Ｏ3：Ｅｕ赤色発光蛍光体を用い、酢酸バリウムと水ガラスとの混合体による沈降塗布法にて成膜した。本実施例で形成したＥｕ3+を約１，３，５，７，１０ｍｏｌ％添加した発光ガラス層を有する投写型陰極線管の初期輝度は、図９にＥｕ3+を含む発光物質の濃度に対する相対初期輝度の関係を示すように従来品である投写型陰極線管と比較して向上させることができた。
【００５３】
また、下記表３は、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いを示す。従来品の投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とした。約５０００時間駆動後に輝度低下度合いは、添加したＥｕ3+の濃度により下記表３に示すように低減させることができた。透明性を維持できるようにＥｕ3+の濃度は、約１０ｍｏｌ％以下が良い。さらには図９及び表３から分るように、Ｅｕ3+の濃度はより高い効果が得られる約３ｍｏｌ％〜約７ｍｏｌ％の範囲であることが望ましい。
【００５４】
【表３】
2005235433.tif 000005
【実施例６】
【００５５】
図１０は相対初期輝度と発光ガラス中のＴｂ濃度との関係を示す図である。本実施例では７種類の陰極線管を作製した。フェースプレート２の内面にゾル−ゲル法によりＴｍ3+を約１，３，５，７，１０，１５，２０ｍｏｌ％添加した発光ガラス層を約５０μｍの厚さでそれぞれ形成した。このフェースプレート２の内面側に形成されたＴｍ3+を添加した発光ガラス層は、電子線８の衝突によって青色発光を呈する。しかしながら、Ｔｍ3+を含む発光物質を約１５ｍｏｌ％及び２０ｍｏｌ％添加させた発光ガラス層は、透明性を失ってしまった。Ｔｍ3+を約１，３，５，７，１０ｍｏｌ％添加した発光ガラス層を持つフェースプレートを対象にして、以下実施例１と同様に投写型陰極線管用ガラスバルブを形成した。このガラスバルブを用いて通常の投写型陰極線管作製工程を経て投写型陰極線管を作製し、実施例１と同一条件で駆動した。
【００５６】
なお、本実施例では、蛍光膜の成形には平均粒径約６μｍのＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌの青色発光蛍光体を用い、酢酸バリウムと水ガラスとの混合体による沈降塗布法にて成膜した。本実施例で形成したＴｍ3+を約１，３，５，７，１０ｍｏｌ％添加させた発光ガラス層を持つ投写型陰極線管の初期輝度は、図１０にＴｍ3+を含む発光物質の濃度に対する相対初期輝度の関係を示すように従来品である投写型陰極線管と比較して向上させることができた。
【００５７】
また、下記表４は、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いを示す。従来品の投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とした。約５０００時間駆動後の輝度低下度合いは、実施した発光物質Ｔｍ3+の濃度により下記表４に示すように低減させることができた。透明性を維持できるようにＴｍ3+を含む発光物質の濃度は、約１０ｍｏｌ％以下が良い。さらには図１０及び表４から分るように、より高い効果が得られる約３ｍｏｌ％〜約１０ｍｏｌ％の範囲であることが望ましい。
【００５８】
【表４】
2005235433.tif 000006
【実施例７】
【００５９】
投写型陰極線管に用いられるガラス製フェースプレート２の内面にゾル−ゲル法によりＴｂ3+を約５ｍｏｌ％添加した発光ガラス層を約５０μｍの厚さで形成した。その後、形成した発光ガラス層の表面を研磨し、凹凸面を作為的に形成した。この凹凸面は発光ガラス層内での光の全反射を抑制するために形成される。発光ガラス層内で全反射すると、フェースプレートの前面に光を放出することができない。この凹凸面を形成することで光をフェースプレート前面に導くことが容易となる。
【００６０】
また、この凹凸面を形成することにより、作製した投写型陰極線管の初期輝度は、従来品の投写型陰極線管と比較して約１．０６倍と向上させることができた。また、約５０００時間駆動した後の輝度低下度合いは、従来品の投写型陰極線管の輝度低下度合いを１とすると、約０．８５倍と低減させることができた。
【実施例８】
【００６１】
図１１は、本発明による表示装置の実施例８による陰極線管の構成の概略を説明する要部断面図であり、前述した図５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、フェースプレートの内面に３種類の発光物質を有する。フェースプレート２の内面には、後工程で緑色蛍光体６ｇが形成される所定位置に接するフェースプレート部分にＴｂ3+を、赤色蛍光体６ｒが形成される所定位置に接するフェースプレート部分にＥｕ3+を、青色蛍光体６ｂが形成される所定位置に接するフェースプレート部分にＴｍ3+をそれぞれイオン打ち込み法により打ち込んだ発光ガラス層２ｇ，２ｒ，２ｂを形成した。
【００６２】
即ち、Ｔｂ3+を含み発光ガラス層２ｇの上には緑色蛍光体６ｇが形成され、Ｅｕ3+を含む発光ガラス層２ｒの上には赤色発光蛍光体６ｒが形成され、Ｔｍ3+を含む発光ガラス層２ｂに上に青色発光蛍光体６ｂが形成される。
【００６３】
このフェースプレート２の内面にブラックマトリクス膜１３及び３色の蛍光膜６をそれぞれ所定の位置にスラリー法より形成した。なお、緑色蛍光体６ｇにはＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌを、赤色蛍光体６ｒにはＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕを、青色蛍光体６ｂにはＺｎＳ：Ａｇをそれぞれ使用した。また、フィルミング膜及びアルミニウム蒸着膜８等の形成工程を経た後、ファンネル部４を接合し、２１インチ型の直視型陰極線管を作製した。
【００６４】
このように構成された直視型陰極線管と従来品の陰極線管とを加速電圧約２７．５ｋＶ，電子線照射面積４００×３００ｍｍ2（２１インチラスタ），３色の総電流約６００μＡの条件下で駆動した。本実施例で作製した直視型陰極線管に初期輝度は、従来品の陰極線管の初期輝度と比較して約１．０３倍となっていた。また、５０００時間駆動した後の輝度低下度合いは、従来品の陰極線管の輝度低下度合いを１とすると、約０．８５倍に低減させることができた。
【実施例９】
【００６５】
図１２は、本発明による表示装置の実施例９による構成を説明する電子線励起蛍光面を有する平面型画像表示装置の要部拡大断面図であり、前述した図と同一機能部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１２において、２１は背面基板、２２は第１の制御電極、２３は第１の制御電極２２に給電する第１の制御電極ライン、２４は下部絶縁層、２５は電子源である陰極（カソード）、２６は陰極ライン（カソードライン）、２７は板状の上部絶縁層、２８は第２の制御電極（集束電極）、２９は第２の制御電極２８に楕円形状に形成された電子通過用開口、３０は上部絶縁層２７に楕円形状に形成された電子通過用開口、３１は一体型の第２の制御電極構体、３２は透光性のパネルガラスに相当する前面基板、３４はアルミニウム蒸着膜からなる陽極である。なお、参照符号Ｐ１は背面基板２１に平行な第１の平面を、Ｐ２は同第２の平面をそれぞれ示している。
【００６６】
本実施例による平面型画像表示装置は、ガラスまたはセラミックス材などを好適とする背面基板２１の主面上の上記第１の平面Ｐ１には第１の方向（ｙ方向）に延在し、第１の方向と交差する第２の方向（ｘ方向）に並設された複数の陰極ライン２６を有している。この陰極ライン２６上には、各画素（カラー表示の場合はカラー副画素）となる位置に電子源としての陰極２５が形成されている。また、上記第１の平面Ｐ１上で上記陰極ライン２６の少なくとも上記陰極２５の部分を挟んで第１の制御電極２２が陰極ライン２６と同一面上に平行に並設されている。第１の制御電極２２は、第１の制御電極ライン２３に下部絶縁層２４を貫通して電気的に接続されている。
【００６７】
また、第１の制御電極２２の上層に位置して第１の平面Ｐ１と平行な第２の平面Ｐ２には第２の制御電極２８が設置されている。この第２の制御電極２８は、第１の平面Ｐ１との間に形成された上部絶縁層２７で第１の制御電極２２と絶縁されている。さらに、第２の制御電極２８は、上記した各画素と対応する部分に電子線１１を通過させる開口２９を有して第１の制御電極２２の上方を覆って形成されている。この開口２９は、上記第１の平面Ｐ１に形成されている陰極２５と第１の制御電極２２の陰極２５に隣接した一部を露呈するごとき大きさを有している。なお、上部絶縁層２７は、第１の平面Ｐ１に形成されている陰極２５及び第１の制御電極２２の当該陰極２５に隣接した一部に対応する部分を除いて形成されている。
【００６８】
また、陰極２５を有する陰極ライン２６と第１の制御電極ライン２３との交差部に画素毎の電子線源が形成される。陰極ライン２６は背面基板２１の周辺の少なくとも一辺に引き出し線を有し、また、第１の制御電極２２に接続した第１の制御電極ライン２３は背面基板２１の周辺の少なくとも他の一辺に引き出し線を有し、これらの引き出し線を介して映像信号電圧，制御電圧がそれぞれ供給される。また、第２の制御電極２８は、所謂集束電極を構成し、後述する前面基板の表示領域外に設けた図示しない引き出し線から集束電圧が供給される。
【００６９】
一方、背面基板２１に対してｚ方向に図示しない封止枠体により所定の間隔を有して前面基板３２が貼り合わされている。この前面基板３２は、前述した図１のフェースプレート２Ｇに相当する可視光透過性を有し、それ自体が電子線１１の投射により発光するＴｂ3+を含む発光物質を添加させた発光ガラス材の成形体により形成されている。この前面基板３２３２は、その製造段階で通常用いられるガラス材料にＴｂ3+を含む発光物質を約５ｍｏｌ％添加させて一体成形により形成されている。このＴｂ3+を含む発光物質の添加することにより、前面基板３２は電子線１１の投射によって緑色発光ＬＧを呈する。
【００７０】
また、このフェースプレート２の内面には、例えば平均膜厚が約０．２μｍの酸化ビスマス（Bi2O3）の蒸着膜からなる反射膜７，ブラックマトリクス膜１３で区画された緑色発光蛍光体からなる蛍光膜６及び陽極３４が形成され、背面基板２１と前面基板３２との間は所定間隔に保持されてその内部が真空封止されて構成されている。
【００７１】
このように構成された平面型画像表示装置において、陰極ライン２６に映像信号電圧を供給し、第１の制御電極２２に走査信号電圧を供給することにより、両者の交差部に形成されている電子源としての陰極２５から前記映像信号電圧の大きさに応じた電子線１１が取り出される。取り出された電子線１１は第２の制御電極２８に供給されている集束電圧（直流電圧）で集束作用を受け、前面基板３２に形成された陽極（アノード電極）３４に供給されている高電圧で前面基板３２に指向されて蛍光膜６を励起させ、所定の波長で発光させる。特にＩＰＧ（インプレーンゲート（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｇａｔｅ））構造とした電子線源を用いた場合の電子線の利用効率が向上し、高輝度の画像表示を得ることができる。
【００７２】
このように構成される平面型画像表示装置において、前面基板３２にＴｂ3+を添加し、蛍光膜６を緑色発光蛍光体とすることにより、蛍光膜６に衝突する電子線１１のエネルギーによる緑色発光と、前面基板３２に衝突する電子線１１のエネルギーによる緑色発光とにより、発光量が増大する。フェースプレート２に注入された電子線１１のエネルギーを取り出すことで前面基板３２に生じるブラウニングを低減させ、且つ平面型画像表示装置における表示画像の明るさを大幅に向上させることができる。反射膜７は必ずしも必要ではないが、発光ガラス層上に反射膜７を形成することでブラウニングの抑制効果は増大する。
【００７３】
なお、上述した実施例においては、緑色発光蛍光体からなる蛍光膜を用いた平面型画像表示装置に適用した場合について説明したが、赤色発光蛍光体，青色発光蛍光体または３色発光蛍光体を用いた各平面型画像表示装置に適用しても良い。この場合、使用する蛍光体の発光色に対応してそれぞれ添加するＥｕ3+，Ｔｍ3+を組み合わせて用いる。
【００７４】
図１４は、本発明による表示装置として前述した図１に示す投写型陰極線管を用いた映像表示装置の一例を説明する正面図であり、図１５は図１４の映像表示装置の内部配置例の説明図である。図１４及び図１５は、所謂投写型テレビ受像機であり、その内部には図１６に示すような赤用の投写型陰極線管ｒＰＲＴ，緑用の投写型陰極線管ｇＰＲＴ及び青用の投写型陰極線管ｂＰＲＴと、投写レンズＬＮＳと、反射ミラーＭＩＲとが収納されている。なお、参照符号ＣＰＬは投写型陰極線管ＰＲＴに投写レンズＬＭＳを取り付けるためのカップリングである。
【００７５】
３本の投写型陰極線管ＰＲＴのパネルガラスＰＮＬに有する蛍光体層に作像された各原色に色映像は、投写レンズＬＮＳと反射ミラーＭＩＲとでスクリーンＳＣＲに投影される。投影された各原色に色映像は、前記の投影時にスクリーンＳＣＲで合成されてカラー映像が再生される。なお、図１４及び図１５に示した映像表示装置は、あくまで一例であり、投写型陰極線管ＰＲＴの部分をスクリーンＳＣＲとは別装置として分離したものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明による表示装置の実施例１による投写型陰極線管の構成を示す要部断面図である。
【図２】図１の投写型陰極線管のＡ部を示す拡大断面図である。
【図３】フェースプレートガラス材料にＴｂ3+を含む発光物質を添加して形成されたフェースプレートの電子線投射によって緑色発光を呈する概念を説明する要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る投写型陰極線管の実施例１による具体的な構成を示す要部断面図である。
【図５】本発明に係る投写型陰極線管の実施例２による構成を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係る投写型陰極線管の実施例３による構成を示す要部断面図である。
【図７】発光ガラス層の厚さに対する相対初期輝度の関係を示す図である。
【図８】Ｔｂ濃度に対する相対初期輝度の関係を示す図である。
【図９】Ｅｕ濃度に対する相対初期輝度の関係を示す図である。
【図１０】Ｔｍ濃度に対する相対初期輝度の関係を示す図である。
【図１１】本発明による表示装置の実施例８による直視型陰極線管の構成を示す要部断面図である。
【図１２】本発明による表示素子の実施例９による電界放出型の平面型画像表示装置の構成を示す要部拡大断面図である。
【図１３】図１２に示す第２の制御電極を上方から見た平面図である。
【図１４】本発明による投写型陰極線管を用いた映像表示装置の一例を説明する正面図である。
【図１５】図１４の映像表示装置の内部配置例を示す説明図である。
【図１６】カラープロジェクタの光学系の配置例を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・パネル部、２・・・フェースプレート、２Ｇ・・・発光ガラス層、２ｇ・・・緑色発光ガラス層、２ｒ・・・赤色発光ガラス層、２ｂ・・・青色発光ガラス層、３・・・ネック部、４・・・ファンネル部、５・・・蛍光面、６・・・蛍光体層、６ｇ・・・緑色発光蛍光体、６ｒ・・・赤色発光蛍光体、６ｂ・・・青色発光蛍光体、７・・・反射膜、８・・・アルミニウム蒸着膜、９・・・偏向ヨーク、１０・・・電子銃、１１・・・電子線、１２・・・投写型陰極線管、１３・・・ブラックマトリクス膜、２１・・・背面基板、２２・・・第１の制御電極、２３・・・第１の制御電極ライン、２４・・・下部絶縁層、２５・・・陰極、２６・・・陰極ライン、２７・・・上部絶縁層、２８・・・第２の制御電極、２９・・・電子通過用開口、３０・・・電子通過用開口、３１・・・第２の制御電極構体、３２・・・前面基板、３４・・・陽極、２５・・・導電性スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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