JPS6340350B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、カラー陰極線管に用いられるパネル
ガラスに関するもので、特に、Ｘ線吸収特性およ
び光選択吸収特性を有するとともに所要の色度値
を有するこの種ガラスに関するものである。 カラー陰極線管のパネルガラスの内面には、
赤、緑、青で１組をなす螢光体が多数のドツトも
しくはストライプ状に配列され、螢光面が形成さ
れている。この螢光面に、電子銃より発射される
電子ビームをシヤドウマスクもしくはアパーチヤ
グリルを通過させて当てることにより、カラー画
像がパネルガラスを通して観察される。 ところで、このカラー画像をパネルガラスを通
して見る場合、観察者の周囲に存在する外光、例
えば、窓からの入射太陽光、螢光灯等の室内照明
光が、パネルガラスを通して螢光面に入射し、
赤、緑、青の光で構成される画像のコントラスト
を著しく低下させる問題がある。 又、かかる外光の入射光は、パネルガラスの内
面で反射され、いわゆる二次反射をおこし、ブラ
ウン管周囲の室内備品等の物体の虚像が見え、画
像が見え難くなる問題がある。 従来、このような外光によるコントラストの低
下を防ぐ目的で、パネルガラスにNiOおよびCoO
の微量を添加してガラスを着色し、ガラスの透過
率を下げることが行なわれてきた。この着色ガラ
スは中性灰色の色度を有している。しかしなが
ら、この中性灰色ガラスは、赤、緑、青の発光ス
ペクトルを含む可視波長域の全域に亘つて、ほぼ
一様に透過率を低下させるため、螢光体から発せ
られる赤、緑、青の光も吸収されて、画像の輝度
が低下するという欠点があつた。 カラー陰極線管のパネルガラスとしては、螢光
体の赤、緑、青の螢光スペクトルに対応する波長
の色は充分に透過するが、これ以外の波長の光、
特に人間の目に最も感じやすい黄色光は充分に吸
収するガラスを用いることが望ましい。 外光によるコントラストの低下を防ぐための他
の方法として、Na₂O−CaO−SiO₂系のパネルガ
ラスあるいはフイルタガラスに、３〜5wt％の
Nd₂O₃を加えて光選択吸収特性を付与すること
が、英国特許第1154500号明細書に開示されてい
る。即ち、Nd₂O₃の添加によつて、赤、緑、青の
光は良く通すが、黄色の光の透過率を下げてい
る。 パネルガラスにNd₂O₃を添加することは西独特
許第1286539号明細書にも記載されており、また、
米国特許第3143683号明細書にもNa₂O−CaO−
SiO₂系のパネルガラスに0.05〜0.4wt％Fe₂O₃、
0.3〜1.2wt％Nd₂O₃、0.01〜0.05wt％NiO、0.02
〜0.06wt％CoOおよび0.002〜0.02wt％Seを添加
して、所要の透過率特性を得ることが示されてい
る。 しかしながら、上記英国、西独および米国の特
許明細書に開示されたガラスのいずれも、高いＸ
線吸収特性を備えていないし、Ｘ線や電子線によ
る褐色化を防止したガラスでもない。 通常、カラー陰極線管には、電子線がパネルに
照射されるので、Ｘ線漏洩とパネルガラスの変色
の問題がある。このような問題を解決するため
に、SrO、BaO、PbO、ZnO、ZrO₂およびWO₃
の少なくとも一つを含むパネルガラスが、例え
ば、米国特許第3464932号明細書、同じく第
3663246号明細書、および同じく第3723354号明細
書等に開示されており、また実用化されている。 ところで、上記英国特許、西独特許および米国
特許（No.3143683）に示されるようなNd₂O₃を含
むパネルガラスを使用した場合、その光選択吸収
特性の故に、外光によつて画像のコントラストや
色調が劣化することはないが、そのようなNd₂O₃
を含むガラスは三色螢光発光体P22の照射に対し
て中性灰色を示さない。それ故、赤、緑、青の各
螢光体から実際に出射した光が正しく伝わらない
欠点がある。 その上、このようなNd₂O₃を含むガラスは、照
射する中性色光源の種類によつて異なつた色に見
える即ち二色性を示す。例えば太陽光の下では、
ピンクがかつた色に見えるが、螢光灯の下では青
味がかつた色に見える。それ故、このようなパネ
ルガラスを用いた陰極線管で映し出される画像
は、太陽光線下で見るか、螢光灯の下で見るかに
よつて、色調やコントラストが変化するという欠
点がある。 それ故、上述した英国特許明細書等の教えに従
つて、上述した米国特許等で示されるＸ線吸収特
性を有しかつ褐色化を防止したパネルガラスに単
にNd₂O₃を含有させても、P22照射に対して、中
性灰色を呈しかつ二色性を持たないようなパネル
ガラスは得られない。 また、カラー陰極線管では、大型管、小型管で
パネルガラスの肉厚が異なるものであるが、この
パネルガラスの肉厚の相違によるカラー陰極線管
の画像の色度変化を少なくするために、肉厚の変
動に対して色度変化の小さいパネルガラスが望ま
しい。 以上の点に鑑みて、本発明の目的は、螢光体か
ら発する赤、緑、青の光は充分に透過しそれ以外
の波長の光特に黄色光を充分に吸収する光選択透
過−吸収特性を有するとともに、所要の色度を有
し、しかも二色性を呈さず、これによつて高コン
トラスト、高輝度のカラー画像を得ることがで
き、かつ外光の二次反射を防止でき、更に肉厚変
動に対する色度変化の小さい陰極線管用パネルガ
ラスを提供することを目的とする。 本発明の陰極線管用パネルガラスは重量で50〜
75％SiO₂、０〜５％Al₂O₃、０〜４％CaO、０〜
３％MgO、０〜13％SrO、０〜16％BaO、０〜
３％PbO、０〜３％ZnO、０〜４％ZrO₂、ただ
し、SrO、BaO、PbO、ZnOおよびZrO₂の合計
が５〜25％、０〜４％Li₂O、３〜15％Na₂O、１
〜10％K₂O、ただしNa₂OおよびK₂Oの合計が５
〜20％、０〜２％TiO₂、および０〜３％CeO₂の
基礎ガラスに対して、重量で0.1〜5.0％Nd₂O₃お
よび0.0005〜0.05％Cr₂O₃を含有させたことを特
徴とするものである。 本発明によるパネルガラスは、上述のように、
基礎ガラスと、それに添加含有せられるNd₂O₃、
Cr₂O₃よりなるものであるが、その基礎ガラス
は、カラー陰極線管の用途に供するため、それに
必要な物理的、化学的性質を具備している。特に
カラー陰極線管にあつては、高い作動電圧をかけ
るので、有害なＸ線、電子線が発生するため、か
かるパネルガラスの基礎ガラスは、高いＸ線吸収
能力と共にＸ線及び電子線による褐色化を防止
し、ガラスの透過率の減少をもたらす変色を生じ
ない特性を具備している。かかる特性を具備する
基礎ガラスに対して、可視波長において選択的な
透過−吸収の特性を具備させるためにNd₂O₃0.1
〜5.0％を含有させ、更にこのガラスの色度調節
および肉厚変動に対する色度変化を小さくするた
めにCr₂O₃0.0005〜0.05％を添加するものである。 以下本発明のパネルガラスの構成成分について
説明する。 まず、基礎ガラスの組成成分量について説明す
る。 SiO₂は多量に含有せられる主要なガラス形成
酸化物であるが、75％より多いと溶解性、加工性
が悪くなり、50％より少ないと、膨張係数が大き
くなりすぎると共にガラスの化学的耐久性が劣る
ことになる。 Al₂O₃は、ガラスの化学的耐久性を向上させる
効果はあるが、５％を超えるとガラスが難溶性と
なり泡切れが悪くなる。 CaO、MgOはガラスの化学的耐久性を向上さ
せる効果はあるが、CaO4％、MgO3％を超える
と、ガラスが失透し易くなる。 SrO、BaO、PbO、ZnO、ZrO₂はガラスに高
いＸ線吸収能力を備える目的のために、その合計
量として５〜25％含有されるが、SrO13％、
BaO16％、ZnO3％、ZrO₂4％を超えた場合には、
溶融性が悪くなつて失透を生じ易くなり、PbO3
％を超えたときは、電子線によつて褐色に変色し
易くなる。 Li₂Oは、ガラスの溶融性を向上させる効果を
有するが、４％を超えると膨張係数が大きくなり
すぎると共に歪点が下がりすぎる。Na₂O、K₂O
はガラスの溶融性を改善すると共に、ガラスの膨
張係数を調節するために有効であるが、Na₂O15
％、K₂O10％及びNa₂O＋K₂O20％を超えるとガ
ラスの化学的耐久性、電気絶縁性が劣化し、一方
Na₂O3％、K₂O1％及びNa₂O＋K₂O5％より少な
いと溶融性が悪くなり失透し易くなると共に、ガ
ラスの歪点が高くなりすぎて加工性に劣ることに
なる。 TiO₂及びCeO₂はＸ線又は電子線によるガラス
の褐色化を防止する効果を有するので添加される
が、その量はTiO₂2％以下、CeO₂3％以下とす
る。 なお、この基礎ガラスには、通常、清澄剤とし
てSb₂O₃0.5％以下、AS₂O₃0.5％以下、F₂0〜１％
含まれる。 次に、前記の基礎ガラスに対して含有させられ
るNd₂O₃及びCr₂O₃の添加成分について説明す
る。 Nd₂O₃は、赤、緑、青の螢光体から発する第１
図に示されるような波長の光を選択的に透過し、
一方では特に波長580ｍμ付近の光を吸収する作
用をガラスに与える成分である。このような
Nd₂O₃成分が有する光学的作用特性により、高輝
度、高コントラストの画像が得られることにな
る。又、外光の存在下、特に白色螢光灯下でテレ
ビ画像を見る場合には螢光灯の発光スペクトルの
強度の最も大きい570〜600ｍμの光が吸収される
ので、パネルガラスの内面からの二次反射が大き
く低下し、この反射による周囲物体の虚像をほと
んど消失させる作用が発揮される。このような作
用効果を得るために、Nd₂O₃は0.1％以上を必要
とするが、5.0％を超えるとガラスが赤紫色を帯
び、カラー陰極線管用パネルガラスとして、所要
の中性灰色の色度が得られ難くなる。 なお、Nd₂O₃の原料中に通常含まれている不純
物としてのPr₆O₁₁はNd₂O₃の25％以下であれば差
し支えない。 Cr₂O₃は、Nd₂O₃の添加によつて選択的な光透
過吸収特性を付与されたＸ線吸収特性を有しかつ
褐色化を防止されたパネルガラスの色度を、これ
らの特性を劣化させることなく、中性灰色に調整
するために最も有効な成分である。また、この
Cr₂O₃は、かかるNd₂O₃を含有するパネルガラス
の肉厚変動に対する色度変化を少なくする効果が
ある。すなわち、単に、Nd₂O₃を含有するガラス
は、肉厚時には濃紫色、肉薄時には淡赤紫色とい
うようにガラスの色が変化するため、大型管と小
型管とでパネルガラスの肉厚が異なる陰極線管用
には、画像の色度が大きく変化して不適である
が、Cr₂O₃の添加により、先記したNd₂O₃含有ガ
ラスの選択的な透過−吸収の特性を損なうことな
く、かかるパネルガラスの肉厚変動に対する画像
の色度変化が著しく制御されることになる。更
に、このCr₂O₃の添加によつて、緑色光の波長の
透過率をほとんど変化することなく、赤色及び青
色光の波長の透過率を低くすることができる。そ
れ故、前述したNd₂O₃を含むガラスの二色性が除
去される。また、通常、緑の螢光体の発光効率が
赤、青の螢光体に比べて低いために、緑の螢光体
を発光させる電子銃の電流値を大きくして、その
緑の螢光体の輝度を高めているのが実状である
が、Cr₂O₃の添加による上記の効果のため、赤、
緑、青の螢光体のピーク電流値を実質的に等しく
することができる。 このようなCr₂O₃の効果を得るためのCr₂O₃の
含有量は0.0005〜0.05wt％である。 なお、Cr₂O₃の外に、微妙な色度調節及び明度
の調節成分として、付加的にNiO0.05％以下、
CoO0.05％以下、Fe₂O₃1％以下を添加してもよ
い。 本発明の実施例のガラスを次の表に示す。

【表】 表に示される各ガラスの成分原料粉を秤量して
バツチを調整し、このバツチを1450℃の炉で溶融
し、溶融ガラスを金型に入れてパネルを成形し
た。得られたパネルについて、種々のテストを行
なつた。テストデータの一部を表の下欄に示し
た。 また、パネルガラスの光透過曲線および色度値
について、第２〜４図を参照して説明する。 第２図を参照して、実線ａは、上記表中におけ
るNo.１ガラス（厚さ10mm）の透過率曲線である。
なお、同図には、比較のためにNd₂O₃および
Cr₂O₃の代りに、前述の従来法に従つて、NiOお
よびCoOを含有させた中性灰色ガラス（厚さ10
mm）の透過率曲線を鎖線ｂで示した。 従来の灰色ガラスは、赤、緑、青の発光スペク
トルを含む可視波長域の全体に亘つてほぼ一応な
吸収を示す。これに対して本発明によるガラスは
赤と緑の発光スペクトルの間の約570〜600ｍμ、
すなわち、黄色光に相当する波長域において特に
大きい吸収を示し、又、510〜540ｍμにおいても
吸収を示し、一方、各螢光体の発光スペクトルに
対応する波長域の光に対しては高い透過率を示し
ている。 第２図の光透過曲線を、前述した英国特許第
1154500号明細書の図面第２図の光透過曲線と比
較すれば明かであるが、Nd₂O₃と一緒にCr₂O₃を
含有した本発明のガラスパネルでは、Nd₂O₃のみ
の含有で、Cr₂O₃を含有していないガラスパネル
に比して、赤色および青色光の波長領域における
透過率が低い。従つて、本発明によれば、２色性
が除去され、また赤、緑、青の螢光体のピーク電
流値をそろえることができる。 Nd₂O₃と共にCr₂O₃を含有したガラスは、ま
た、中性灰色を呈する。これを第３図を参照して
説明する。 第３図は、CIE（国際照明委員会）のｘ、ｙ座
標による色度図であり、同図には、三色螢光光源
P22の発光色度、上記表のNo.１ガラスの色度およ
び比較のためCr₂O₃を含まずNd₂O₃を0.5％含有さ
せたガラスの色度をそれぞれP22、ＡおよびＢ点
で示した。 なお、ガラスの色度の測定には、カラー陰極線
管の赤、緑、青の螢光体の発光スペクトルを合成
した時の光源である三色螢光光源P22（その発光
光の色度はｘ：0.2870、ｙ：0.3160である。）が
用いられ、11.43mm厚換算値で表示される。 第３図から明らかなように、単にNd₂O₃を0.5
％含有する場合は、Ａ点に示す如く、そのガラス
の色度はｘ：0.2852、ｙ：0.3032であり、赤紫色
を帯びてカラー陰極線管用パネルガラスとして適
切な色度を有するものとは言い難いが、このガラ
スにCr₂O₃を0.0063％添加したNo.１ガラスでは、
色度がｙ軸にほぼ平行に且つｙ値が増加する方向
に移動し、Ｂ点に示す如くｘ：0.2853、ｙ：
0.3151となり、カラー陰極線管のパネルガラスと
して望ましい中性灰色の色度特性を有する。 第４図は、先の表に掲げたNo.１ガラスを例とし
て、ガラスの肉厚変化による色度変化を説明する
ための色度図である。P22光源を用いた同色度図
には、単にNd₂O₃を0.5％含有するガラスと、こ
のNd₂O₃含有ガラスにCr₂O₃を0.0063％含有させ
た本発明のNo.１ガラスについて、それぞれ５mm、
10mm、15mmの肉厚で測定した色度点が示されてい
る。この色度図により、単にNd₂O₃を含有するガ
ラスは、肉厚変動に対する色度変化が大きいが、
このNd₂O₃含有ガラスにCr₂O₃を添加することに
より、肉厚変動に対する色度変化が著しく小さく
なることがわかる。 上記表に示した各ガラスを太陽光の下と、螢光
灯下で観察したところ、どのガラスについても、
色の違いは観察されなかつた。むしろ、全て中性
灰色を呈した。即ち、どのガラスも二色性を呈し
ないことが確認された。このことは、前述したよ
うに、Nd₂O₃含有ガラスにCr₂O₃を添加すること
によつて、赤色および青色光の波長の透過率が減
少し緑色光の透過率はほとんど変化しないこと、
およびガラスの色度がP22の白色光の色度にほと
んど等しくなることからも容易に理解されるとこ
ろである。 以上、説明したように、本発明に係るパネルガ
ラスは、Ｘ線吸収特性と褐色化防止性能を有する
ばかりでなく、光線透過性能、色度において優れ
た光学特性を有するので、このパネルガラスを有
するカラー陰極線管では、高コントラスト、高輝
度の画像が得られると共に、外光の二次反射を防
止して画像を鮮明に見ることができる効果があ
る。また、本発明のガラスは、肉厚変動に対する
色度変化が少ないので、パネルガラスの肉厚の相
違によるカラー陰極線管の画像の色度変化を小さ
くすることができる。また、二色性を呈さないの
で、太陽光の下でも螢光灯の下でも、同じ色調の
画像を得ることができる。 本発明のパネルガラスは、一般家庭用のカラー
陰極線管のみならず、デイスプレイ装置や表示装
置の陰極線管の用途にも適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は螢光体の発光スペクトルを示し、第２
図は本発明に係わるパネルガラス及び従来の灰色
ガラスの透過率曲線を示し、第３図は本発明パネ
ルガラスにおける色度調節の過程を説明する色度
図であり、第４図は本発明のNo.１ガラスと単に
Nd₂O₃含有ガラスにつき肉厚変動に対する色度変
化を示す色度図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量で50〜75％SiO₂、０〜５％Al₂O₃、０〜
   ４％CaO、０〜３％MgO、０〜13％SrO、０〜
   16％BaO、０〜３％PbO、０〜３％ZnO、０〜
   ４％ZrO₂、ただし、SrO、BaO、PbO、ZnOお
   よびZrO₂の合計が５〜25％、０〜４％Li₂O、３
   〜15％Na₂O、１〜10％K₂O、ただしNa₂Oおよ
   びK₂Oの合計が５〜20％、０〜２％TiO₂、およ
   び０〜３％CeO₂の基礎ガラスに対して、重量で、
   0.1〜5.0％Nd₂O₃および0.0005〜0.05％Cr₂O₃を含
   有させたことを特徴とするカラー陰極線管用パネ
   ルガラス。