專利名稱：陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰極射線管，特別是關(guān)于抑制由電子束照射引起的顯示屏玻璃著色現(xiàn)象的陰極射線管。
背景技術(shù)：
作為顯示器裝置都知道各種陰極射線管，特別是在投影式彩色圖像重放裝置，所謂彩色投影機(jī)上大多采用3色投影式陰極射線管。
圖7是說明彩色投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)配置例的模式圖。具有該光學(xué)系統(tǒng)的彩色投影機(jī)，即3管式彩色投影機(jī)將在紅色用的投影式陰極射線管rPRT、綠色用的投影式陰極射線管gPRT、蘭色用的投影式陰極射線管bPRT的顯示屏玻璃PNL上生成的各色圖像，由投影鏡頭LNS投影在投影屏幕SCR上，在該投影屏幕SCR上對3色圖像進(jìn)行合成，重放彩色圖像。
在這樣的投影式陰極射線管中，在其顯示屏玻璃PNL的內(nèi)面上有熒光體層，使從電子槍射出的高密度電子束由圖中未畫出的偏轉(zhuǎn)線圈形成的垂直及水平偏轉(zhuǎn)磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，對熒光體進(jìn)行二維掃描。將由該掃描發(fā)光的熒光體的光用投影鏡頭LNS投影在投影屏幕SCR上。
從電子槍射出的電子束激活熒光體層發(fā)出規(guī)定顏色的光。該熒光體的發(fā)光從顯示屏玻璃的外面發(fā)出光到達(dá)上述的屏幕上。但是，由于將高密度的電子束長時(shí)間照射在熒光體層上，透過熒光體層到達(dá)顯示屏玻璃上的一部分電子束將在該顯示屏玻璃上帶來著色現(xiàn)象。通常這種著色為褐色，被稱為褐色化。玻璃屏的這種著色由于特別從綠色吸收蘭色區(qū)域的光，所以會成為妨礙綠色用和蘭色用投影式陰極射線管長壽命的一個(gè)因素。
圖8是在顯示屏玻璃的內(nèi)面上直接形成熒光體層的陰極射線管規(guī)格化亮度與透過率的比較說明圖。圖中橫軸為波長(nm)，圖右側(cè)縱軸表示將初始亮度進(jìn)行1.0規(guī)格化時(shí)的相對亮度的規(guī)格化亮度，圖左側(cè)縱軸是透過率。
在圖8中參照符號B是蘭色熒光體的發(fā)光光譜，G是綠色熒光體的發(fā)光光譜，R是紅色熒光體的發(fā)光光譜。另外，曲線F表示電子束照射前的顯示屏玻璃的擴(kuò)散透過率，D表示通過長時(shí)間照射電子束，產(chǎn)生褐色化的顯示屏玻璃的擴(kuò)散透過率。對曲線F和D進(jìn)行比較可以看出，顯示屏玻璃的透過率在短波長區(qū)域急速下降。
另外，熒光體層中的光散射會使分辨率下降。為了提高重放圖像的分辨率，考慮了抑制熒光體層中的散射。抑制熒光體層中散射光的主要措施是用小顆粒的熒光體，使涂敷膜厚做薄，近些年的這種陰極射線管，有用該小顆粒熒光體薄層形成熒光體層的傾向。
但是，當(dāng)熒光體層做薄時(shí)，所換來的是從電子槍發(fā)出的電子束很容易到達(dá)顯示屏玻璃，上述的褐色化的產(chǎn)生更顯著了。當(dāng)將顯示屏玻璃不用玻璃而改用石英時(shí)，這種褐色化的產(chǎn)生不太顯著觀察出來。
褐色化的應(yīng)對技術(shù)，以前知道有特開2000-228153、特開平7-206466等。在特開2000-228153中，在顯示屏玻璃的內(nèi)面上涂敷的熒光體粒子之間填充石英(SiO2)及氧化鈦(TiO2)，以降低電子束到達(dá)顯示屏玻璃。具體方法是在熒光體(例如平均粒徑為7μm的綠色熒光體Y2SiO2∶Tb)中，以重量比為100∶7混合平均粒徑為0.05的SiO2，將其涂敷為25～35μm膜厚，作為熒光體層。
在特開平7-206466中，提出了具有高X射線吸收系數(shù)的顯示屏玻璃組成。即，鑒于褐色化產(chǎn)生的原因是由于玻璃中存在氧化鉛(PbO)，該氧化鉛通過電子束的照射進(jìn)行還原的結(jié)果，為此采用不添加氧化鉛的顯示屏玻璃。以前也知道在顯示屏玻璃中通過添加鈰(Ce)離子，以減輕由X射線著色的X射線褐色化的方法。
但是，在熒光體粒子間填充微粒子時(shí)，由于由該微粒子使電子束散射，所以很難抑制電子束到達(dá)顯示屏玻璃。另外，為了提高分辨率，當(dāng)將熒光體層的膜厚做薄，使熒光體層中的光散射降低時(shí)，電子束到達(dá)顯示屏玻璃的比例增加。再將與發(fā)光無關(guān)的微小粒子填充在熒光體粒子之間時(shí)，將使熒光體層中的電子束利用效率下降。
另外，在顯示屏玻璃中包含堿金屬鈉(Na)及鉀(K)等的氧化物，由電子束的照射，大概這些鈉及鉀等將被還原，即使只是未添加氧化鉛，估計(jì)也會因上述氧化物的還原而產(chǎn)生褐色化。
在顯示屏玻璃中添加鈰時(shí)，當(dāng)增加其添加濃度時(shí)，顯示屏玻璃全體著色成黃色。因此，由于吸收從熒光體層的發(fā)光，將減少陰極射線管的出光量，所以鈰的添加濃度不能太高。這種褐色化的產(chǎn)生不限于上述的投影式陰極射線管，在顯示監(jiān)視器管、電視接收管、其他陰極射線管、或者在顯示屏玻璃的內(nèi)面上沒有熒光體的陰極射線管、或者具有熒光體以外的層的陰極射線管中也同樣產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于監(jiān)于上述的現(xiàn)有技術(shù)，提供一種陰極射線管，可抑制由電子束的照射引起的顯示屏玻璃的著色現(xiàn)象。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基本構(gòu)成，其特征在于在陰極射線管的顯示屏玻璃上的電子束照射一側(cè)，設(shè)置由該電子束的照射難以還原的元素的透明氧化物薄層。本發(fā)明的更具體構(gòu)成如下。
(1)在陰極射線管的顯示屏玻璃的電子束照射一側(cè)，設(shè)置由該電子束的照射難以還原的元素的透明氧化物薄層，在該透明氧化物薄層的上面涂敷熒光體層。
(2)在(1)中的透明氧化物是石英、氧化釔、氧化鋯中的一種，或者這些2種以上元素的組合。
(3)在(1)或(2)中，當(dāng)設(shè)透明氧化物的密度為ρ(g/cm2)，電子束的加速電壓為E(V)，上述電子束向透明氧化物薄層的侵入深度為d(cm)時(shí)，則透明氧化物的厚度d(cm)由下式規(guī)定d＝E2/(β×ρ)其中，β是常數(shù)(6.2×1011(V2·g-1·cm2))透過熒光體層的電子束侵入上述的透明氧化物薄層，在通過該透明氧化物薄層中時(shí)，消耗其能量。從而可切斷或限制電子束到達(dá)顯示屏玻璃，即使在顯示屏玻璃中混入由電子束照射所還原的元素，也可抑制或阻止上述褐色化的發(fā)生。
本發(fā)明并不限于上述的構(gòu)成及下述實(shí)施例的構(gòu)成，只要不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想，當(dāng)然可以進(jìn)行種種變更。
圖1A是剖切本發(fā)明的投影式陰極射線管主要部分所示的側(cè)面圖、圖1B是圖1A的顯示屏玻璃附近的主要部分?jǐn)嗝鎴D。
圖2是對圖1B部分的掃描式電子顯微鏡照片復(fù)制表示的說明圖。
圖3是在顯示屏玻璃中設(shè)置石英薄膜的另一方法的說明圖。
圖4是構(gòu)成本發(fā)明的陰極射線管的顯示屏玻璃的亮度測量結(jié)果說明圖。
圖5是說明采用本發(fā)明的陰極射線管的圖像顯示裝置一例的正面圖。
圖6是圖5的圖像顯示裝置內(nèi)部配置例的說明圖。
圖7是說明彩色投影機(jī)光學(xué)系統(tǒng)配置例的模式圖。
圖8是在顯示屏玻璃的內(nèi)面上直接形成熒光體層的陰極射線管的規(guī)格化亮度與擴(kuò)散透過率的比較說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照實(shí)施例的附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1A是本發(fā)明的陰極射線管典型的投影式陰極射線管的結(jié)構(gòu)例說明圖，剖切主要部分所示的側(cè)面圖、圖1B是說明圖1A的顯示屏玻璃附近詳細(xì)情況的主要部分?jǐn)嗝鎴D。
在圖1A中，參照符號PRT是指投影式陰極射線管的全體，PNL是顯示屏玻璃，F(xiàn)N是錐體，NC是錐頸，GN是電子槍，B是電子束。另外，TF是顯示屏玻璃PNL的內(nèi)面即電子束B照射一側(cè)上形成的石英(SiO2)層，PH是熒光體層，MB是金屬背層(鋁層)。
該投影式陰極射線管PRT，使錐頸NC內(nèi)安裝的單一電子槍GN射出的電子束B由錐頸NC和錐體FN的交界區(qū)域上外裝的偏轉(zhuǎn)線圈(圖中未畫出)在水平和垂直2方向上偏轉(zhuǎn)，對顯示屏玻璃PNL上形成的熒光體層PH進(jìn)行二維掃描，從該顯示屏玻璃射出對應(yīng)于熒光體PH的顏色的圖像光。
圖2是對圖1B的部分掃描電子顯微鏡照片進(jìn)行復(fù)制表示的說明圖。圖中與圖1A、圖1B相同的參照符號對應(yīng)于同一部分。在顯示屏玻璃PNL的內(nèi)面上形成厚度為7μm的石英(SiO2)層TF。而且在石英(SiO2)層TF的上面(電子束的照射一側(cè))涂敷熒光體層PH。另外，也可以采用氧化釔(Y2O3)代替石英(SiO2)。形成上述的石英(SiO2)或氧化釔(Y2O3)的方法，有濺射法及采用電子束蒸鍍法的薄膜成長方法。
在此對用濺射法對石英(SiO2)成膜方法的一例進(jìn)行說明。利用高頻濺射裝置，輸出約1KW，4個(gè)小時(shí)，使石英(SiO2)在市售的顯示屏玻璃內(nèi)面上成膜。結(jié)果如上所述形成了厚度為7μm的石英(SiO2)層TF。在其上面涂敷熒光體PH的狀態(tài)如圖2所示。這時(shí)，顯示屏玻璃PNL的透過率在波長為550nm時(shí)為99.0％，與沒有石英(SiO2)層TF時(shí)的顯示屏玻璃的透過率大體相同，另外看不到該石英(SiO2)層TF生長造成的著色。
另外，在顯示屏玻璃PNL的內(nèi)面上，設(shè)置由電子束照射難于還原的元素的透明氧化物薄層的石英(SiO2)層TF的另一方法如下。
圖3是在顯示屏玻璃上設(shè)置石英薄膜的另一方法說明圖。該方法是將成形顯示屏玻璃時(shí)的該顯示屏玻璃素材PNL-G在高溫下熔化，在其熒光面形成一側(cè)重疊石英(SiO2)薄板TF-G，進(jìn)行沖壓成形。結(jié)果，在成形的顯示屏玻璃PNL的內(nèi)面上，形成通過電子束照射難以還原的元素的透明氧化物薄層石英(SiO2)的薄層TF。采用氧化釔(Y2O3)薄板代替石英(SiO2)薄板，用同樣的沖壓成形也可以得到由電子束照射難以還原的元素的透明氧化物薄層TF的顯示屏玻璃。
在采用濺射法及電子束蒸鍍法的薄膜成長方法、或進(jìn)行沖壓成形時(shí)，也可以使顯示屏玻璃素材PNL-G的內(nèi)面粗糙化，在其上面形成石英(SiO2)薄層。
采用上述形成的帶有透明氧化物薄層的顯示屏玻璃，制作了投影式陰極射線管。涂敷的熒光體是平均粒徑為約6μm的綠色熒光體(Y2SiO5∶Tb)。采用該綠色熒光體，將水玻璃(K2O·nSiO2、n；2.8)作為粘合劑，電解質(zhì)選擇酢酸鋇(Ba(CH3COOH)2)，用凝聚沉降法進(jìn)行了涂敷。這時(shí)，膜重量約為3mg/cm2，熒光體層本身的厚度約為17μm。再在其上面進(jìn)行了有機(jī)材料鍍膜后，進(jìn)行蒸鍍鋁，在約450℃下進(jìn)行熱處理，對鍍膜進(jìn)行燒結(jié)除去后形成了鋁的金屬背。
圖4是構(gòu)成本發(fā)明的陰極射線管的顯示屏玻璃的亮度測量結(jié)果說明圖。測量對象是由上述方法形成的投影式陰極射線管，是將該顯示屏玻璃加熱到約120℃，在加速電壓為30kV、照射電流為0.36mA、照射面積為40mm×30mm激活熒光體時(shí)對亮度時(shí)間變化測量的情況。使用的測量器是美濃達(dá)生產(chǎn)的彩色色差計(jì)“CS-100”，對越過顯示屏玻璃的亮度進(jìn)行了測量。圖4的橫軸為電子束的照射時(shí)間(h)，縱軸表示將初始亮度進(jìn)行1.00規(guī)格化時(shí)的亮度變化相對比(規(guī)格化亮度)。
圖4的曲線a是本發(fā)明實(shí)施例的投影式陰極射線管的亮度變化，b表示為進(jìn)行比較采用在與本實(shí)施例相同的市售顯示屏玻璃內(nèi)面上沒有石英(SiO2)的投影式陰極射線管進(jìn)行測量的顯示屏玻璃的亮度變化。
在上述的激活條件下，使電子束連續(xù)12小時(shí)照射后，中斷照射10分鐘，再次測量亮度，與初始值相比，即表示亮度維持率如圖4中的點(diǎn)c及d所示。點(diǎn)c是在顯示屏玻璃的內(nèi)面上有石英(SiO2)的投影式陰極射線管，點(diǎn)d是沒有石英(SiO2)的投影式陰極射線管的測量結(jié)果。從點(diǎn)c和點(diǎn)d可以看出，在顯示屏玻璃的內(nèi)面上通過形成石英(SiO2)，亮度維持率從0.77到0.85，大幅度改善了。照射12小時(shí)后中斷10分鐘規(guī)格化亮度增加的現(xiàn)象可以認(rèn)為是由于照射使溫度上升、亮度下降的所謂溫度消光照成的。
在上述一系列測量作業(yè)之后，除去金屬背和熒光體層，用上述的電子束照射部分的波長為550nm測量光透過率時(shí)，市售的顯示屏玻璃內(nèi)面上形成石英(SiO2)的是95.3％，而未形成石英(SiO2)的則為87.9。從這一測量結(jié)果證實(shí)了電子束照射的褐色化大幅度下降，對抑制亮度降低(透過率惡化)具有很大效果。
圖5是說明采用本發(fā)明的陰極射線管的圖像顯示裝置一例的正面圖，圖6是圖5的圖像顯示裝置內(nèi)部配置例的說明圖。圖5及圖6是所謂投影式電視接收機(jī)，在其內(nèi)部裝放如上述圖7中所述的與3原色(紅、綠、蘭)對應(yīng)的3個(gè)投影式陰極射線管PRT、投影鏡頭LMZ、及反射鏡MIR。參照符號CPL是為了在投影式陰極射線管PRT上安裝投影鏡頭LMZ的聯(lián)結(jié)器。
在3個(gè)投影式陰極射線管PRT的顯示屏玻璃上具有的熒光體層上成像的各原色彩色圖像，由投影鏡頭LNS和反射鏡MIR投影在屏幕SCR上。所投影的各原色的彩色圖像在上述投影的在屏幕SCR上合成，重放彩色圖像。圖5及圖6中所示的圖像顯示裝置只不過是一例，也可以將投影式陰極射線管PRT的部分與屏幕SCR分離成另外裝置。
以上的實(shí)施例是將本發(fā)明使用于投影式陰極射線管的顯示屏玻璃上的情況，但是本發(fā)明并不限于此，同樣可以適用于一般的直視式陰極射線管及其他各種陰極射線管。
如上所述，本發(fā)明可以提供抑制由電子束照射引起的顯示屏玻璃的著色現(xiàn)象，即使長時(shí)間電子束照射也具有足夠亮度的陰極射線管。
權(quán)利要求
1.一種陰極射線管，其特征在于在顯示屏玻璃的電子束照射一側(cè)具有通過該電子束的照射難以還原的元素的透明氧化物薄層。
2.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管，其特征在于在上述透明氧化物薄層上有熒光體層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的陰極射線管，其特征在于上述透明氧化物是石英、氧化釔、氧化鋯中的一種，或者這些元素2種以上的組合。
4.如權(quán)利要求1或2中所述的陰極射線管，其特征在于當(dāng)設(shè)上述透明氧化物的密度為ρ(g/cm2)，上述電子束的加速電壓為E(V)，上述電子束向上述透明氧化物薄層的侵入深度為d(cm)時(shí)，則上述透明氧化物的厚度d(cm)由下式規(guī)定d＝E2/(β×ρ)其中，β是常數(shù)(6.2×1011(V2·g-1·cm2))。
5.如權(quán)利要求3所述的陰極射線管，其特征在于當(dāng)設(shè)上述透明氧化物的密度為ρ(g/cm2)，上述電子束的加速電壓為E(V)，上述電子束向上述透明氧化物薄層的侵入深度為d(cm)時(shí)，則上述透明氧化物的厚度d(cm)由下式規(guī)定d＝E2/(β×ρ)其中，β為常數(shù)(6.2×1011(V2·g-1·cm2))。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可抑制由電子束照射引起的顯示屏玻璃著色現(xiàn)象的陰極射線管。在陰極射線管PRT的顯示屏玻璃PNL的電子束照射一側(cè)設(shè)置由該電子束照射難以還原的元素的透明氧化物薄層TF。本發(fā)明通過設(shè)置透明氧化物薄層TF，抑制電子束照射所引起的顯示屏玻璃的著色現(xiàn)象。
文檔編號H01J31/00GK1420523SQ0214707
公開日2003年5月28日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者松清秀次, 渡邊尚光, 西川昌樹, 小關(guān)悅弘, 榊原幸治 申請人:株式會社日立制作所, 日立器件工程株式會社