(57)【要約】【課題】主として投射型のディスプレィ装置に用いられ、従来より用いられているシリカ膜よりも高い耐電子線ブラウニング性を有し、耐Ｘ線ブラウニング性を悪化させず、透明性に優れ、かつ生産性に優れた実用的な投射型陰極線管パネル、およびそれを用いた投射型陰極線管の提供。【解決手段】パネルガラスのフェース部内面の少なくとも有効面内に、膜厚が０．３〜２．２μｍである酸化ジルコニウム膜が形成されてなることを特徴とする投射型陰極線管用パネルガラス、およびそれを用いた投射型陰極線管。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルガラスのフェース部内面の少なくとも有効面内に、膜厚が０．３〜２．２μｍである酸化ジルコニウム膜が形成されてなることを特徴とする投射型陰極線管用パネルガラス。
【請求項２】
請求項１に記載の投射型陰極線管用パネルガラスを用いた投射型陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として投射型のディスプレィ装置に用いられる陰極線管用パネルガラスおよびそれを用いた陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレィ装置として各種の陰極線管（ＣＲＴ）が知られているが、近年、ＣＲＴを用いた投射型のディスプレィ装置が多く使用されるようになり、業務用のみならず、プロジェクションテレビとして家庭用にも多く使用されるようになってきている。ＣＲＴは、映像を映し出すパネルガラスと、電子銃が装着されるネックガラスと、パネルガラスとネックガラスとを接続するファンネルガラスとから構成される。ＣＲＴは、陽極である電子銃に印加電圧をかけると電子銃から電子が飛び出し、飛び出した電子がパネルガラスの内面の蛍光体を発光させ、スクリーンに映像を映し出す仕組みになっている。
【０００３】
プロジェクションテレビは、各々、赤、青、緑の三原色の蛍光体をパネルガラスのフェース部内面に形成した３本のＣＲＴから構成される。各ＣＲＴの対角スクリーン径は１７７．８ｍｍ（７インチ）程度の大きさを有する。各ＣＲＴから発せられた三原色の画像を、対角径が１０１６（４０インチ）〜２５４０ｍｍ（１００インチ）程度のスクリーン上で合成することでフルカラーの画像が得られる。この際、スクリーンへ画像を拡大して映し出す必要性から、スクリーン上で充分な輝度を確保するために、各々のＣＲＴに高電圧でかつ大電流を入力することが行なわれている。ＣＲＴが動作している間は、蛍光体を通過した高電圧でかつ大電流の電子線がガラス内部に浸透し、ガラスを構成する元素やイオンとの電気的相互作用により、パネルガラスに電子線ブラウニングという現象が発現する。この電子線ブラウニング現象により、パネルガラスが着色し、パネルガラスの透過率が下がる結果、光源の輝度が下がり、最終的には実用性を損なう問題が生じる。以上、電子線ブラウニングの現象を抑制することは、投射型ＣＲＴの寿命を決める大きな因子である。
【０００４】
上記電子線ブラウニング現象を抑制するために、耐電子線ブラウニング性を有するガラス組成（例えば、特許文献１参照。）、および内面にシリカ膜を形成したパネルガラスが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている方法では、３μＡ／ｃｍ２という非常に小さいパワーで４８時間という短い時間電子線を照射するだけで４００ｎｍにおけるパネルガラスの透過率が減少することから、その耐電子線ブラウニング性は不充分である。また、充分な耐電子線ブラウニング性を得るためには、シリカ膜として５μｍ超の膜厚が必要であると考えられるが、スパッタリング法でシリカ膜を成膜する場合、５μｍ程度の膜厚を得るために非常に長い時間が必要であり、生産性に劣る問題がある。また、特許文献２に開示されている方法では、実施例において膜厚は７μｍと記載されている。膜厚が５μｍ超になると、ヘーズが大きくなることにより、画面の一部分の透過率に偏差を生じ、透明性の点で問題が生じる。また、ガラスが有する膨張係数とシリカ膜が有する膨張係数との不整合により、膜内部に蓄えられる応力が大きくなる結果、通常のＣＲＴの組み立て工程で受ける高温の熱処理による熱衝撃に耐えられなくなり、膜内にマイクロクラックや剥離を生じるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１９０５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３２８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高い耐電子線ブラウニング性を有し、耐Ｘ線ブラウニング性を悪化させず、透明性に優れ、かつ生産性に優れた実用的な投射型陰極線管パネルおよびそれを用いた投射型陰極線管の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、下記（１）および（２）を提供する。
（１）パネルガラスのフェース部内面の少なくとも有効面内に、膜厚が０．３〜２．２μｍである酸化ジルコニウム膜が形成されてなることを特徴とする投射型陰極線管用パネルガラス。
（２）請求項１に記載の投射型陰極線管用パネルガラスを用いた投射型陰極線管。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の投射型陰極線管パネルは、パネル内部に酸化ジルコニウム膜が形成されているため高い耐電子線ブラウニング性を有する。また、シリカ膜よりも薄い膜厚で高い耐電子線ブラウニング性を呈するパネルガラスを形成できるため、生産性に優れる。また、酸化ジルコニウム膜のヘーズが小さいため、パネルガラスの有効面における透過率偏差が小さく透明性に優れる。さらに酸化ジルコニウム膜を形成してもＸ線ブラウニング性が悪化しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における投射型陰極線管パネルは、パネルガラスのフェース部内面の少なくとも有効面内に、膜厚が０．３〜２．２μｍである酸化ジルコニウム膜が形成されてなることを特徴としている。本発明の実施の形態を、図１を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の投射型陰極線管１の横断面模式図である。図１において、投射型陰極線管１は、映像を映し出すパネルガラス３と、電子銃が装着されるネックガラス７と、パネルガラス３とネックガラス７とを接続するファンネルガラス５とから構成される。パネルガラス３は、画像を映し出す部分であるパネルフェース部３ａと、ファンネルガラス７と接続する部分であるパネルスカート部３ｂとから構成される。酸化ジルコニウム膜９は、パネルフェース部３ａの内面に形成されている。この酸化ジルコニウム膜９が電子線を遮蔽することにより、陰極線管パネルの耐電子線ブラウニング性が向上する。
【００１２】
前記パネルガラスの大きさは、投射型のディスプレィ装置に用いることが可能であれば特に限定されない。また、パネルフェース部の外面形状は、球面、円筒面、非球面のいずれであってもよい。
【００１３】
前記パネルガラスの有効面とは、フェース部全面に対して画像を映し出す中央部分を意味し、具体的には、ＥＩＡＪ（電子情報技術産業協会規格）ＥＤ−２１３６Ｂに規定される有効寸法および有効面積が有効面に相当する。本発明においては、電子銃から照射される電子線により生じる電子線ブラウニングによる着色を防止し、パネルガラスの輝度低下を防止することを目的としていることから、少なくともフェース部内面の有効面内に、酸化ジルコニウム膜が形成されていることが必要である。
【００１４】
フェース部内面に形成された酸化ジルコニウム膜は、酸化ジルコニウムを主成分とする膜であり、具体的には、酸化ジルコニウムの含有量が９５ａｔ％以上、特には９９ａｔ％以上であることが耐電子線ブラウニング性の点で好ましい。酸化ジルコニウム膜には、Ｈｆ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｙ、Ｃａ、Ｓｉなどの不純物が含まれていてもよいが、不純物はその合量が、酸化ジルコニウム膜中で１ａｔ％以下であることが好ましい。
【００１５】
また、酸化ジルコニウム膜の膜厚は０．３〜２．２μｍである。０．３μｍ未満では、耐電子線ブラウニング性が現われにくく、２．２μｍ超では、膜のヘーズによりパネルガラスの有効面における透過率偏差が大きくなり透明性の問題が生じたり、膜形成に時間を要し生産性が悪化したりする点で好ましくない。
【００１６】
投射型陰極線管は、パネル内面に形成された酸化ジルコニウム膜の上に蛍光体層を形成する前に、大気中で４５０°程度の高温で熱処理する工程を経て形成される。よって、投射型陰極線管パネルのみならずパネル内面に形成された酸化ジルコニウム膜も、このような高温処理に耐え得る耐熱性が必要となるが、酸化ジルコニウム膜はこのような高い温度による熱処理を施した後でも、クラック等の欠点が発生せず充分な耐熱性を有する。
【００１７】
酸化ジルコニウム膜の形成方法は、特に限定されず、熱分解法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法などが挙げられる。例えば、金属ジルコニアターゲットを用いてＲＦもしくはＤＣスパッタリング法で形成する、または安定化ジルコニアターゲットを用いてＲＦスパッタリング法で形成する、などが挙げられる。安定化ジルコニアターゲットは、ＹやＣａ等の不純物が多いため、金属ジルコニアターゲットを用いることが好ましい。
【００１８】
スパッタリング法としては、成膜速度の点からＤＣスパッタリング法が好ましい。スパッタリングガスは、ＡｒガスとＯ２ガスとの混合ガスを用い、酸化ジルコニウム膜が吸収のない透明な膜になるようにＡｒガスとＯ２ガスとのガス比を定めることが好ましい。Ｏ２ガスは、スパッタリングガス中に４体積％以上含まれていることが、吸収のない透明な膜を形成できる点で好ましい。
【００１９】
酸化ジルコニウム膜のパネルガラスとは反対側の面に、シリカ膜等の低屈折率膜を形成することが、パネルガラスが低反射性を呈するようになる点で好ましい。前記シリカ膜の膜厚は、６０〜１２０ｎｍであることが低反射性の点で好ましい。また、酸化ジルコニウム膜とシリカ膜との間に中間膜を設けることが、膜間の密着性改善の点で好ましい。
【００２０】
投射型のディスプレィに用いられる陰極線管は、通常のテレビ等で用いられる陰極線管よりも高い輝度を有するため、より高い耐電子線ブラウニング性が要求される場合が多い。本発明の陰極線管用パネルは、高い耐電子線ブラウニング性を有するため、プロジェクションテレビ等の投射型のディスプレィ装置に好適に用いられる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例（例２、３、６）および比較例（例１、４、５、７）を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
（耐電子線ブラウニング性）
例１
投射型陰極線管用パネルガラスを１０ｍｍ角×３ｍｍ厚に切り出し基板とし、真空チャンバー内にセットした。金属ジルコニウムのターゲット（ジルコニウム含有量は９９．９ａｔ％）をカソードに設置し、チャンバー内を気圧が１．０×１０−５Ｔｏｒｒになるまで排気した。Ｏ２ガスを３０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、カソードに３２０ＶのＤＣ電圧を印加してグロー放電を発生させ、反応性ＤＣマグネトロンスパッタリングにより基板上に酸化ジルコニウム膜を３μｍの厚さで形成した。形成した酸化ジルコニウム膜の組成は、ターゲットと同等であった。形成した酸化ジルコニウム膜付き基板の電子線照射前後の透過率比、電子線照射前後の色差およびヘーズを測定した。その結果を表１に示す。
【００２３】
なお、基板として使用したパネルガラスのガラス組成は、以下のとおりである（単位は質量％）。ＳｉＯ２＝５７．７、ＳｒＯ＝９．２、ＢａＯ＝１２．６、Ａｌ２Ｏ３＝１．６、Ｆｅ２Ｏ３＝０．０２、ＴｉＯ２＝０．３７、ＣｅＯ２＝０．５、ＺｒＯ２＝２．０、Ｓｂ２Ｏ３＝０．４９、Ｎａ２Ｏ＝３．５、Ｋ２Ｏ＝８．４、Ｌｉ２Ｏ＝１．１、ＺｎＯ＝２．５。
【００２４】
例２
酸化ジルコニウムの膜厚を３μｍから２μｍへ変更した以外は例１と同様に処理して、酸化ジルコニウム膜付き基板を形成した。形成した酸化ジルコニウム膜付き基板の電子線照射前後の透過率比、電子線照射前後の色差およびヘーズを測定した。その結果を表１に示す。
【００２５】
例３
酸化ジルコニウムの膜厚を３μｍから１μｍへ変更した以外は例１と同様に処理して、酸化ジルコニウム膜付き基板を形成した。形成した酸化ジルコニウム膜付き基板の電子線照射前後の透過率比、電子線照射前後の色差およびヘーズを測定した。その結果を表１に示す。
【００２６】
例４
基板そのものを用いた。基板の電子線照射前後の透過率比、電子線照射前後の色差を測定した。その結果を表１に示す。
【００２７】
例５
金属ジルコニアターゲットを用いるかわりに、シリコンターゲット（Ｓｉ９９．９ａｔ％）を用いて、シリカ膜を３μｍの膜厚で形成した以外は例１と同様に処理した。シリカ膜付き基板の電子線照射前後の透過率比、電子線照射前後の色差およびヘーズを測定した。その結果を表１に示す。
【００２８】
形成された膜付き基板を以下のとおり評価した。
１）膜厚：触針式膜厚計（スローン社製：Ｄｅｋｔａｋ３０３０）により測定した。
２）電子線照射前後の透過率比：分光光度計（日立製作所製：Ｕ−３５００）により、４５０ｎｍ、５４６ｎｍ、６３８ｎｍの各波長における電子線照射前後の膜付き基板の透過率をそれぞれ測定し、各波長の透過率比＝（照射後の透過率／照射前の透過率）を求めた。なお、電子線照射は、電子線照射装置（ＵＬＶＡＣ社製）を用いて、３０ＫＶ、２０μＡの電子線を３００時間照射することにより行い、以下の電子線照射も同様の条件で行なった。
３）電子線照射前後の色差：分光光度計（日立製作所製：Ｕ−３５００）により電子線照射前後の膜付き基板の色度（ΔＬ、Δａ、Δｂ）をそれぞれ測定し、ＪＩＳ−Ｚ８７０１（１９８２年）により、電子線照射前後の色差（ΔＥ＊１０）を求めた。
４）ヘーズ：形成された膜のヘーズを外観により観察した。○：ヘーズが小さく実用上好ましい。×：ヘーズが大きく実用上好ましくない。−：測定せず。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
例１〜３の膜付き基板は、電子線照射前後の可視光域（４５０ｎｍ、５４６ｎｍ、６３８ｎｍの各波長）の透過率比が例４よりも大きく、かつ色差が例４よりも小さいため、高い耐電子線ブラウニング性を呈することが分かる。ただし、例１は、膜厚が３μｍと厚く、ヘーズが大きくなり実用上好ましくない。
【００３１】
これに対し、例４の膜付き基板は、電子線を遮蔽する膜を形成していないため、電子線照射後の透過率比が低く、かつ色差も大きく、耐電子線ブラウニング性が充分ではない。また、例５の膜付き基板は、シリカ膜を形成しているため例４よりも高い耐電子線ブラウニング性を有しているものの、ヘーズが大きく実用上好ましくない。
【００３２】
（耐Ｘ線ブラウニング性）
例６
例１で用いたガラスと同等の組成を有する投射型陰極線管用パネルガラスを１０ｍｍ角×３ｍｍ厚に切り出し基板とし、真空チャンバー内にセットした。金属ジルコニウムのターゲット（ジルコニウム含有量は９９．９ａｔ％）をカソードに設置し、チャンバー内を気圧が１．０×１０−５Ｔｏｒｒになるまで排気した。Ｏ２ガスを３０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、カソードに３２０ＶのＤＣ電圧を印加してグロー放電を発生させ、反応性ＤＣマグネトロンスパッタリングにより基板上に酸化ジルコニウムの膜を２μｍの厚さで形成した。酸化ジルコニウム膜付き基板のＸ線照射前後の色差は０．３３であった。
【００３３】
例７
酸化ジルコニウム膜を形成しない以外は例６と同様に処理した。基板のＸ線照射前後の色差は０．２４であった。
以上の結果より、酸化ジルコニウム膜付き基板が、基板と同等のＸ線ブラウニング性を有することが確認された。
【００３４】
形成された膜付き基板の評価方法は以下のとおりである。
１）Ｘ線照射前後の色差：分光光度計（日立製作所製：Ｕ−３５００）により電子線照射前後の膜付き基板の色度（ΔＬ、Δａ、Δｂ）を測定し、ＪＩＳ−Ｚ８７０１（１９８２年）により、Ｘ線照射前後の色差（ΔＥ＊１０）を求めた。なお、Ｘ線照射は、蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製：型番ＺＳＸ１００ｅ）にサンプルをセットし、３０ＫＶ、２０ｍＡのＸ線を９分間照射することにより行なった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のパネルガラスは、高い耐電子線ブラウニング性を有し、耐Ｘ線ブラウニング性を悪化させず、かつ透明性に優れ、生産性に優れるため投射型陰極線管として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の投射型陰極線管の横断面模式図
【符号の説明】
【００３７】
１：投射型陰極線管
３：パネルガラス
３ａ：パネルフェース部
３ｂ：パネルスカート部
５：ファンネルガラス
７：ネックガラス
９：酸化ジルコニウム膜
【図１】
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