JP4130635B2

JP4130635B2 - 電子線励起装置および画像表示装置

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Publication number: JP4130635B2
Application number: JP2004012044A
Authority: JP
Inventors: 亮介平松; 正昭玉谷; 直寿松田; アルベサール・恵子; 巌三石
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: JP2005206635A

Description

本発明は、電子線励起装置および画像表示装置に関する。

現在、映像情報システムは高精細化、大画面化の方向にむかっており、より鮮明な画像を大画面で表示することが、カラーディスプレイに強く望まれている。そのためには、輝度や解像度の向上および寿命の改善が必要であり、特に、大画面表示に適した投写型陰極線管（投写管）でその要望が大きい。大画面で、しかも高輝度の映像を実現するために、投写管の蛍光膜には高電圧、高電流が印加されることから、蛍光膜を構成する蛍光体は、高電流を流しても輝度が飽和しない輝度電流飽和特性を有することが要求される。さらに、高温でも安定に高輝度な発光を有することに加え、大電流を印加しても結晶破壊が起こりにくく、結晶構造が安定であることが必要である。

最近では、画像の輝度や分解能を高めるために、０．１〜１０ｍＪ／ｃｍ²の高エネルギー密度で蛍光体を励起することが要求されており、蛍光体の劣化が懸念される。特に、赤、緑、青の３色のうち青色蛍光膜は他の蛍光膜より光出力が劣ることから、最も高いエネルギー密度励起で使用しなければならず、蛍光膜の安定性（寿命特性）が問題となっている。

蛍光体の寿命を改善する対策として、例えば、ＺｎＳ蛍光体と酸化物や酸化物類似物質であるＹ₂Ｏ₂Ｓとの積層蛍光膜を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにおいては、酸化物等の層に電子線を直接照射して二次電子線を発生させ、その二次電子線により下層のＺｎＳ蛍光膜を励起する。しかしながら、この方法では上層には、蛍光体ではなく酸化物材料等が用いられていることからデットボルテージが大きくなって、蛍光膜として発光効率が低下してしまう。さらに、上層の酸化物層から発生する二次電子線を利用するために、構造上酸化物層の膜厚が必然的に厚くなって、現行の蛍光膜よりスポットサイズが大きくなってしまう。つまり、蛍光膜の分解能が低下することになる。

また、アルミニウム膜側の上層として小粒子蛍光体層、フェースプレート側の下層として大粒子蛍光体層を積層する２層構造の蛍光膜も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では小粒子蛍光体層に電子線を直接照射して二次電子線を発生させ、この二次電子線により下層の大粒子蛍光体層を励起する。しかしながら、この場合も、二次電子線を発生させるために上層蛍光膜を厚くする必要がある。その結果、デットボルテージが大きくなり発光効率の低下が生じ、またスポットサイズが大きくなって分解能も低下する。さらに、電子線が直接照射される上層が小粒子層であるために、発光効率や寿命特性も低下するおそれがある。

一方、ちらつき（フリッカー）の少ない蛍光面を作製するために、積層蛍光膜で紫外線発光を利用することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方法においては、上層のＰｂ付活バリウム−ストロンチウムシリケート蛍光体またはＰｂ付活マグネシウム−ストロンチウム−バリウムシリケート蛍光体を電子線励起して、紫外線を放射させ、この紫外線放射によって、下層の長残光特性をもつ紫外線励起で可視発光をする蛍光体が励起される。この上層の蛍光体は、下層の蛍光体を励起するために使用され、紫外発光のみで青色発光はほとんどない。こうしたＰｂ付活バリウム−ストロンチウムシリケート蛍光体は、ＺｎＳ、Ｙ₂Ｏ₂よりかなり寿命特性が悪く、電子線劣化を抑制できない。

また、蛍光体としてＺnＳ：Ａgが用いられＴb附活蛍光体としてＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔbが併用された青色蛍光体層を備えたカラー画像スクリーンが提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、このカラー画像スクリーンにあっても、青色蛍光膜の輝度特性、色（色度）特性等を十分向上させることはできない。
特開２０００−１６９８４２号公報特開２００１−１１８５２６号公報特公昭６０−５９２７２号公報特開２００２−１７５７６３号公報

本発明は、高電流密度励起下での輝度飽和特性、高分解能特性および高輝度を維持し、電子線照射による輝度劣化特性を改善した青色発光蛍光膜を用いた電子線励起装置を提供することを目的とする。

また本発明は、０．１ｍＪ／ｃｍ²以上の高エネルギー密度が印加される画像表示装置であって、青色蛍光膜の輝度特性、色（色度）特性、およびスポットサイズを何等損うことなく、輝度寿命特性を改善した画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の電子線励起装置は、フェースプレートと、このフェースプレート上に形成された蛍光膜と、０．１ｍＪ／ｃｍ ² 以上のエネルギーの電子線を前記蛍光膜に照射して前記蛍光膜を励起する電子銃とを具備し、前記蛍光膜は、ＺｎＳ蛍光体からなる第１の蛍光体と、Ｔｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体からなる第２の蛍光体とを含有し、前記第２の蛍光体は、下記化学式で表わされる化合物を含む青色発光蛍光膜からなることを特徴とする。

Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（１）
（上記化学式中、Ｌｎの５ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下はＬｕであり、Ｓｃ，ＹおよびＧｄから選択される元素を含有してもよい。ただし、Ｔｂ濃度は、０．０１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下である。）
本発明の電子線励起装置は、フェースプレートと、このフェースプレート上に形成された蛍光膜と、電子線を前記蛍光膜に照射して前記蛍光膜を励起する電子銃とを具備し、前記蛍光膜は前述の青色発光蛍光膜からなることを特徴とする。

本発明の画像表示装置は、前述の電子線励起装置を備え、この電子線励起装置から発生する蛍光により画像表示が行われることを特徴とする。

本発明によれば、高電流密度励起下での輝度飽和特性、高分解能特性および高輝度を維持し、電子線照射による輝度劣化特性を改善した青色発光蛍光膜を用いた陰極線管が提供される。また本発明によれば、０．１ｍＪ／ｃｍ²以上の高エネルギー密度が印加される画像表示装置であって、青色蛍光膜の輝度特性、色（色度）特性、およびスポットサイズを何等損うことなく、輝度寿命特性を改善した画像表示装置が提供される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明者らは、鋭意検討した結果、ＺｎＳ蛍光体（第１の蛍光体）と特定のＴｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体（第２の蛍光体）とを組み合わせて用いることによって、青色発光蛍光膜の輝度劣化特性が大きく改善されることを見出し、本発明を成すに至ったものである。ＺｎＳ蛍光体は、高エネルギー密度での電子線に対しては安定性に乏しい（輝度寿命特性が良くない）ものの、色純度が良好で紫外線（ＵＶ）励起でも発光し、発光特性に優れるという特性を有している。一方のＴｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体は、下記化学式で表わされる化合物を含む。

Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（１）
（上記化学式中、Ｌｎは少なくとも一部にＬｕを含有し、Ｓｃ，ＹおよびＧｄから選択される元素を含有してもよい。）
このＴｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体は、高エネルギー密度での電子線励起に対しても非常に高い安定性を有し、電子線励起により青色発光だけでなく、紫外線を発光する。

上述したような２種類の蛍光体とを含有する青色発光蛍光膜においては、まず、電子線励起により第２の蛍光体としてのＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂから紫外線(ＵＶ)と青色発光が生じる。こうして発光した紫外線（ＵＶ）により、第１の蛍光体としてのＺｎＳ蛍光体が励起されるので、高エネルギー密度の電子線励起下においてもＺｎＳ蛍光体の輝度寿命特性を改善することが可能となった。

第１の蛍光体であるＺｎＳ蛍光体としては、立方晶（cub.-）または六方晶（hex.-）構造であって、付活材として主にＡｇを含有するＺｎＳ：Ａｇ蛍光体が好ましい。

第２の蛍光体であるＴｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体は、前記化学式で表わされるＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂを主成分として少なくとも９９重量％以上含有することが望まれる。１重量％未満であれば、Ｃａ、Ｆｅ、他の希土類元素（Ｓｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｂを除く希土類元素）等が第２の蛍光体中に含有されていてもよい。ただし、Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：ＴｂにおけるＬｎの少なくとも一部は、Ｌｕであることが必要である。Ｌｎの一部をＬｕで置換した蛍光体は、例えば、Ｌｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体を混合することによって、あるいはＬｕを混晶させることにより得られる。Ｌｕ単独のみならず、２種類以上の元素によりＬｎが構成されている混晶化合物であっても、ＬｕＯ₂Ｓと同じ結晶構造を示す限りは、ＬｕＯ₂Ｓ：Ｔｂと同等の発光特性や効果が得られることが確認されている。例えば、Ｌｕ単独の場合であるＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂは、⁵Ｄ₄→⁷Ｆ遷移による５４０ｎｍ前後を中心とした緑色成分の発光エネルギーの割合がＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂの３分の１程度と低く、良好な色度特性が得られる。なお、上述したＬｎの一部をＬｕで置換した蛍光体と置換されていないＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体とを混合して用いることも可能である。

Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体におけるＬｕ含有量は、Ｌｎの５ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下であることが好ましい。このＬｕ含有量は、Ｌｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体の含有量に換算すると、第２の蛍光体の８重量％以上１００重量％以下に相当する。Ｌｕ含有量が５ｍｏｌ％未満の場合には、青色成分の色度値においてｙ＝０．１以上となってしまうため、色度特性が低下するおそれがある。

なお、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：ＴｂやＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂなどを単独で使用した場合には、付活材であるＴｂイオンの発光スペクトルにおいて、Ｔｂイオンに特徴的な⁵Ｄ₄→⁷Ｆ遷移による５４０ｎｍ前後を中心とした緑色成分の発光エネルギーの割合が増大する。このため、顔料やフィルター等を使用したところで、この緑色成分を除去しきれなくなり、色度特性が低下してしまう。Ｌｕを含有することによって、Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体から紫外光、青色成分の発光と共に発光する５４０ｎｍ前後を中心とした緑色成分の発光は、実質的に除去することが可能となる。

Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体におけるＴｂ濃度は、０．０１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。Ｔｂ濃度が０．０１ｍｏｌ％未満の場合には、付活材としてのＴｂの効果を充分に得ることが困難となる。一方、０．５ｍｏｌ％を越えて高濃度にＴｂが含有されると、クロス緩和のために、母体によらず⁵Ｄ₃→⁷Ｆ遷移（紫外（ＵＶ）、青色成分）による発光が少なくなって、⁵Ｄ₄→⁷Ｆ遷移（緑色成分）が主な発光バンドになるおそれがある。

ＺｎＳ蛍光体およびＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体のいずれも、その平均粒径は２μｍ以上１０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。２μｍより小さい場合には、蛍光体の発光効率が低下して十分な輝度を得ることが困難になる。一方、粒径が１０μｍより大きくなると、解像度が低下するなど画質が悪くなる。蛍光体の粒径としては、粒度分布から求めた積算分布曲線が５０％の値をとるときの粒径、すなわち５０％径を採用する。具体的には、レーザ回折法による堀場製作所製ＬＡ−９１０Ｗ型粒度分布測定装置で測定した５０％径を用いて算出することができる。

本発明の実施形態にかかる青色発光蛍光膜は、上述したようなＺｎＳ蛍光体とＴｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体とを含有していれば、混合膜および積層膜のいずれとして形成してもよい。ＺｎＳ蛍光体とＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体との蛍光体の混合比は、体積比で１：１〜２：１の範囲とすることが好ましい。ＺｎＳ蛍光体の含有量が多い場合には、ＺｎＳ蛍光体が直接高密度な電子線により励起される割合が多くなるために、蛍光体の電子線劣化特性が悪くなるおそれがある。また、ＺｎＳ蛍光体の含有量が少ない場合には、青色発光蛍光膜としての色度特性等が劣化してしまう。

特に、図１に示すようにＺｎＳ蛍光体（第１の蛍光体）からなる第１の蛍光膜とＴｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体（第２の蛍光体）からなる第２の蛍光膜との積層構造とした場合には、陰極線管としての特性を高めることができる。具体的には、フェースプレート１側に第１の蛍光膜２を形成し、反射膜であるアルミニウム膜４側に第２の蛍光膜３を形成する。

青色発光蛍光膜の膜厚は、混合膜および積層膜のいずれにおいても１０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ以下であると蛍光体の量が不十分で、十分な輝度を得ることが困難となる。一方、４０μｍより大きくなると発光のスポットサイズが大きくなって、解像度が低下して画質が劣化するおそれがある。

層構成によらず、本発明の実施形態にかかる青色発光蛍光膜は、電子線励起による発光スペクトルにおいて、３４０ｎｍ〜４００ｎｍ範囲の発光エネルギーの割合が全発光スペクトルの２５％以上であることが好ましい。３４０〜４００ｎｍにおける紫外（ＵＶ）範囲の発光エネルギーの割合が２５％より少ない場合には、ＺｎＳ蛍光体を励起する紫外線（ＵＶ）が少なくなり、輝度劣化特性を十分に改善することができない。発光スペクトルおよびエネルギーは、電子線により励起された蛍光体の発光スペクトルを大塚電子製ＩＭＵＣ−７０００Ｇ型瞬間マルチ測光システムで測定した発光スペクトルから計算することができる。

本発明の実施形態にかかる電子線励起装置は、陰極線管を一例として説明すると、本発明の実施形態にかかる青色発光蛍光膜をフェースプレート上に配置することによって得られる。図２には、本発明の実施形態にかかる陰極線管の断面図を示す。図示する陰極線管は、フェースプレート１１、アノード１２、ファンネル、およびネック等で構成され、ネックの内部には電子線を発振する電子銃１３が設けられる。フェースプレート１１の内側には蛍光膜１４と反射膜であるアルミニウム膜１５とが塗布されている。電子線励起装置の他の例としては、FED(Field Emission Display)：電界放射ディスプレイや、SED(Surface Conduction Electron Emitter Display)：表面伝導型電界放射ディスプレイ等が挙げられる。

特定の第１の蛍光体と第２の蛍光体とを含有する本発明の実施形態にかかる青色発光蛍光膜は、基本的には紫外光や青色成分を発光するものの、場合によっては、極僅かではあるが５４０ｎｍ前後を中心とした緑色成分が発光されることがある。こうした緑色成分の発光は、色度向上手段を使用することによって、実質的に無視できるレベルまで低減することができる。色度向上手段としては、青色の顔料やフィルター等が挙げられ、Ｌｎ₂Ｏ₂：Ｔｂ蛍光体に特徴的な５５０ｎｍをピーク波長とした緑色成分（５３０ｎｍ以上）の発光スペクトルの透過率が１０％以上７０％以下であって、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光スペクトルの透過率が９０％以上であることが望まれる。

例えば、青色顔料は、蛍光膜中の第１の蛍光体に添加して用いることができ、青色顔料としては、例えばコバルトアルミネートや群青などが挙げられる。フィルターは、蛍光膜とフェースプレートガラスとの間、あるいはフェースプレートガラスの外表面や、フェースプレートガラスよりも外側に配置することができる。フィルターとしては、例えば、青色顔料の上述した物質（特に無機物質）などを使用した着色微粒子層などを用いることもできる。フィルターとしてガラスフィルターを用いる場合には、例えば、ネオジウムガラスやディディミウムガラスなどを用いることが可能である。

また、図３に示されるように、投写管２１と画像拡大レンズ２３との間に、フェースプレートガラス冷却溶媒２２として青色溶媒を用いてもよく、例えば、フタロシアニン系青色染料を溶解した溶媒などが挙げられる。拡大レンズとして青色着色レンズを用いてもよく、例えば、青色に着色したガラス、またはプラスティックからなるレンズや無着色のガラス、またはプラスティックからなるレンズの前に青色薄膜層を備えたレンズがある。さらに、青色に着色されたフェースプレートガラスを用いることによって、色度を向上させることも可能である。

本発明の実施形態にかかる画像表示装置は、上述したような陰極線管を投写管として具備し、０．１ｍＪ／ｃｍ²以上のエネルギーの電子線を照射する電子銃が配置される。こうした高いエネルギーで励起されても、本発明の実施形態にかかる蛍光膜は、輝度寿命特性を維持することができ、しかも、輝度特性、色（色度）特性、およびスポットサイズは何等損なわれることはない。

以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例１）
第１の蛍光体として、平均粒径が６．５μｍのcub.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用意し、第２の蛍光体としては、平均粒径が５．１μｍのＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体と、平均粒径が４．２μｍのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体とを１：１で混合してなるＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体を用意した。

バリウム水溶液および水ガラスを用いた公知の沈降法により、無着色のフェースプレート上に、２：１の体積比となるように第１および第２の蛍光体を順次堆積して、第１の蛍光膜と第２の蛍光膜との積層構造の青色発光蛍光膜を形成した。

本実施例において、フェースプレートと青色発光蛍光膜との間には、青色顔料としてコバルトアルミネートの微粒子を用いたフィルターを設けた。

（実施例２）
第２の蛍光体として、平均粒径が４．２μｍのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体のみを用い、第１の蛍光体には青色顔料を添加した以外は、実施例１と同様にして積層構造の青色発光蛍光膜を形成した。得られた積層蛍光膜において、第１の蛍光体と第２の蛍光体との混合比は、体積比で１：１である。

（実施例３）
第１の蛍光体として、平均粒径が６．９μｍのhex.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用意し、第２の蛍光体としては、平均粒径が５．１μｍがＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体と平均粒径が４．２μｍのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体とを３：７で混合してなるＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体を用意した。第１の蛍光体と第２の蛍光体とを１：１の体積比で混合して、無着色のフェースプレート上に混合膜からなる青色発光蛍光膜を形成した。なお、本実施例において、実施例１と同様のフィルターをフェースプレートと青色発光蛍光膜の間に設けた。

（実施例４）
第２の蛍光体を、ＹとＬｕとを混晶させた（Ｙ_0.4，Ｌｕ_0.6）₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体に変更した以外は、実施例１と同様にして積層構造の青色発光蛍光膜を形成した。得られた積層蛍光膜において、第１の蛍光体と第２の蛍光体との混合比は体積比で１．５：１である。

（実施例５）
第１の蛍光体として、平均粒径が６．５μｍのcub.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用意し、第２の蛍光体を、ＳｃとＬｕとを混晶させた（Ｓｃ_0.03，Ｌｕ_0.97）₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体を用意した。第１の蛍光体と第２の蛍光体とを１：１の体積比で混合して、無着色のフェースプレート上に混合膜からなる青色発光蛍光膜を形成した。なお、本実施例においても、実施例１と同様のフィルターをフェースプレートと青色発光蛍光膜の間に設けた。

（実施例６〜１０）
以下の実施例６〜１０においては、第１の蛍光体として、平均粒径が６．９μｍのhex.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用い、第２の蛍光体を種々変更して青色発光蛍光膜を作製した。

第２の蛍光体として、Ｙ系蛍光体とＬｕ系蛍光体との混合物を用いた。具体的には、平均粒径が５．１μｍがＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体と平均粒径が４．２μｍのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体とを６：４で混合してなるＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体を用意した。こうした第１および第２の蛍光体を用いる以外は、実施例１と同様にして積層構造からなる実施例６の青色発光蛍光膜を形成した。実施例６では、第１の蛍光体に青色顔料としてコバルトアルミネートの微粒子を添加した。

第２の蛍光体としては、ＹとＬｕとを混晶させた（Ｙ_0.2，Ｌｕ_0.8）₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体を用い、第１の蛍光体：第２の蛍光体＝１．５：１の体積比で第１の蛍光体と混合して、混合膜からなる実施例７の青色発光蛍光膜を形成した。実施例７では、フタロシアニン系青色染料を溶解した溶媒を着色冷却溶媒として用いた。

第２の蛍光体におけるＹ系蛍光体とＬｕ系蛍光体との混合比を９：１に変更した以外は、実施例６と同様にして積層構造からなる実施例８の青色発光蛍光膜を形成した。実施例８では、着色レンズを用いた。

第２の蛍光体におけるＹとＬｕとの割合（Ｙ：Ｌｕ）を８．５：１．５に変更した以外は、実施例８と同様にして積層構造からなる実施例９の青色発光蛍光膜を形成した。実施例９では、ネオジウムガラスをガラスフィルターとして用いた。

実施例１０では、第１の蛍光体として、平均粒径が６．５μｍのcub.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用意し、第２の蛍光体としては、平均粒径が５．１μｍがＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体と平均粒径が４．２μｍのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体とを９５：５で混合してなるＬｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ蛍光体を用意した。第１の蛍光体と第２の蛍光体とを１：１の体積比で混合して、フェースプレート上に混合膜からなる青色発光蛍光膜を形成した。なお、本実施例においても、実施例１と同様のフィルターをフェースプレートと青色発光蛍光膜の間に設けた。

（実施例１１〜１３）
以下の実施例１１〜１３は、フィルター等の青色色度向上手段を用いていない実施例である。

実施例１１では、実施例１におけるフィルターを取り除き、その他は実施例１と同様にして積層構造の青色発光蛍光膜を形成した。

実施例１２では、実施例７における着色冷却溶媒を取り除き、第２の蛍光体として、ＹとＬｕとを混晶させた（Ｙ_0.45，Ｌｕ_0.55）₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体を用いた。その他は実施例７と同様にして混合膜からなる青色発光蛍光膜を形成した。

実施例１３では、実施例８における着色レンズを取り除き、第２の蛍光体におけるＹ系蛍光体とＬｕ系蛍光体との混合比を８５：１５に変更した以外は、実施例８と同様にして積層構造の青色発光蛍光膜を形成した。

（比較例１〜５）
第１の蛍光体として、平均粒径７．３μｍのcub.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用意し、第２の蛍光体としては、平均粒径が７．３μｍのＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体を用意した。こうした第１および第２の蛍光体のみを用いて、バリウム水溶液および水ガラスを用いた公知の沈降法により、それぞれ無着色のフェースプレート上に蛍光膜を形成した。得られた蛍光膜を、それぞれ比較例１および２とした。

第１の蛍光体として平均粒径が６．５μｍのcub.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体を用意し、第２の蛍光体としては、平均粒径が５．１μｍのＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体を用意した。これら２種類の蛍光体を体積比（１：１）で混合し、前述と同様の手法により比較例３の蛍光膜を形成した。また、同様の第１および第２の蛍光体を混合せずに用いて、フェースプレート上に第１の蛍光膜と第２の蛍光膜との積層蛍光膜を形成し、比較例４とした。比較例４の積層蛍光膜において、第１の蛍光体と第２の蛍光体との体積比は１：１であり、第１の蛍光体には青色顔料（コバルトアルミネートの微粒子）を添加した。

また、平均粒径が５．１μｍのＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）蛍光体と平均粒径が４．２μｍのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（Ｔｂ：０．０５ｍｏｌ％）とを混合して第２の蛍光体を得て、この第２の蛍光体を上記第１の蛍光体（平均粒径が６．５μｍのcub.-ＺｎＳ：Ａｇ蛍光体）と混合して、比較例５とした。比較例５の蛍光膜において、第１の蛍光体と第２の蛍光体との体積比は１：１であり、Ｌｎ中のＬｕの割合を４ｍｏｌ％とした。また、実施例１と同様のフィルターをフェースプレートと青色発光蛍光膜の間に設けた。

各蛍光膜の特性を、下記表１にまとめる。

次に、実施例１〜１３および比較例１〜５の蛍光膜を用いて、それぞれ投写管を製造し、蛍光膜の色度特性および寿命特性を調べた。実施例１１〜１３および比較例１〜３の投写管においては、フェースプレートガラス、冷却溶媒、および拡大レンズは無着色であり、顔料やフィルターは使用しない。実施例１〜１０および比較例４，５の投写管は、フィルター等の色度向上手段を設けた。蛍光膜の表面には、蒸着法によりアルミニウム膜を約０．２μｍの膜厚で形成し、電子銃を取り付けて投写管を作製した。

下記表２には、それぞれの投写管に用いた色度向上手段を、蛍光膜とともにまとめる。

色度特性は、加速電圧３２ｋＶを印加して、１ｍＡのビーム電流でラスターを描かせた時の色度値（ｘ値、ｙ値）を測定することにより評価し、その結果を下記表３に示す。なお、ｘ値はｘ＝０．１４０〜０．１５５程度、ｙ値はｙ＝０．０５５〜０．０８０程度であれば、青色として良好である。

寿命特性は、上述した条件で投写管を駆動し、３２ｋＶ、１ｍＡの条件で、サイズが９０×１２０ｍｍ程度の１０Ｈｒラスターを描かせた時の電流照射後における輝度の維持率から評価した。下記表３には、初期輝度を１００％として、電子線を１０Ｈｒ照射した後の輝度維持率を示してあり、この輝度維持率が大きいほど寿命が長いことになる。

上記表３に示されるように、実施例では、１０Ｈｒ後の輝度維持率すなわち輝度寿命特性が、比較例１と比較して約７．３〜８．２％改善していることがわかる。フィルターを使用することによって、色度特性も非常に高められている。なお、２層蛍光膜とすることによって、輝度寿命特性がさらに向上することが、実施例１と実施例２との比較からわかる。

これに対して、比較例では、特定の第２の蛍光体が蛍光膜中に含有されていないため、いずれも色度値が大きく、色（色度）特性が十分ではない。

本発明の一実施形態にかかる蛍光膜の構成を表わす概略図。本発明の一実施形態にかかる陰極線管の断面図。本発明の一実施形態にかかる陰極線管の構成を表わす概略図。

符号の説明

１…フェースプレート；２…第１の蛍光体層；３…第２の蛍光体層
４…アルミニウム膜；１１…フェースプレート；１２…アノード
１３…電子銃；１４…蛍光面；１５…アルミニウム膜；２１…投写管
２２…フェースプレート冷却溶媒；２３…画像拡大レンズ。

Claims

フェースプレートと、
このフェースプレート上に形成された蛍光膜と、
０．１ｍＪ／ｃｍ ² 以上のエネルギーの電子線を前記蛍光膜に照射して前記蛍光膜を励起する電子銃とを具備し、
前記蛍光膜は、ＺｎＳ蛍光体からなる第１の蛍光体と、Ｔｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体からなる第２の蛍光体とを含有し、前記第２の蛍光体は、下記化学式で表わされる化合物を含む青色発光蛍光膜からなることを特徴とする電子線励起装置。
Ｌｎ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ（１）
（上記化学式中、Ｌｎの５ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下はＬｕであり、Ｓｃ，ＹおよびＧｄから選択される元素を含有してもよい。ただし、Ｔｂ濃度は、０．０１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下である。）
前記青色発光蛍光膜は、前記第１の蛍光体を含む第１の蛍光膜と、前記第２の蛍光体を含む第２の蛍光膜とを備えた多層構造であることを特徴とする請求項１に記載の電子線励起装置。
前記青色発光蛍光膜は、前記第２の蛍光体の発光スペクトルにおける３４０ｎｍ〜４００ｎｍ範囲の発光エネルギーの割合が、Ｔｂ付活希土類オキシサルファイド蛍光体全体の発光スペクトルの２５％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子線励起装置。
前記青色発光蛍光膜における前記第２の蛍光体は、８重量％以上１００重量％以下のＬｕ ₂ Ｏ ₂ Ｓ：Ｔｂ蛍光体を含有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子線励起装置。
前記青色発光蛍光膜における前記第１の蛍光体は、六方晶の蛍光体であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子線励起装置。
青色成分の色度向上手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子線励起装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子線励起装置を備え、この電子線励起装置から発生する蛍光により画像表示が行われることを特徴とする画像表示装置。