JPS6034780B2 - 陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なテレビジョン用陰極線管、詳しくは１本
の電子銃と白黒テレビジョン信号によって有彩色の表示
をする後光膜をもった新規なテレビジョン用陰極線管に
関するものである。

従来、テレビジョンの受像方式には大きく分けて白黒と
カラーの２種類があり、白黒には白黒テレビジョン陰極
線管が、カラーにはカラーテレビジョン陰極線管が使用
されている。

前者は１本の電子銃と無彩色の明度変化によって画像表
示をする蟹光膜を有するもので、後者は３本もしくは１
本の電子銃とそれぞれ赤、緑、青の３原色に発光し、電
子ビームの強度（電流密度）に応じて明度変化を示すド
ット状もしくはストライプ状の蟹光陵をもって全体とし
て自然色の発光表示をする蟹光膜を有するもであり、そ
れぞれ白黒テレビジョン信号、カラーテレビジョン信号
によって電子銃が制御されて白黒画像、カラー画像を表
示するようになっている。白黒テレビジョンのように無
彩色の明度変化によって画像表示をするものでは画像が
非常に単調で面白味がないため、現在では自然色に発光
表示するカラーテレビジョンが広く普及し、使用されて
いる。

しかしながら、カラーテレビジョンは撮影、送信、受信
ともに複雑な方式が要求され、高価であるため、設備上
の制約から、また経済的な条件から、白黒テレビジョン
を専ら使用している地域も多い。

また、同様の制約、条件により、用途によっては白黒テ
レビジョンを専ら使用している分野を少なくない。そこ
で、設備費が白黒テレビジョンのように比較的安価で、
しかも白黒テレビジョンにおける画像の単調さを解決し
たテレビジョンの方式が望まれているが、そのような要
望に応える方式は実現していないのが現状である。

従釆の白黒テレビジョン方式をそのまま用いて、安価に
有彩色のテレビジョン画像表示を得ることは可能である
が、これでは画像の単調さは解決されない。すなわち、
陰極線管の蟹光膜を構成する青色発光蟹光膜と黄色発光
蟹光膜の混合比を変化させて青色（青白色）あるいは黄
色（黄白色）発光の蟹光膜とすれば単色有彩色の明度変
化によろいわゆるモノカラーの画像表示ができる。しか
しながら、従来の蟹光膜に使用されている後光体はＺｎ
Ｓ：Ａｇ登光体等の電流密度の増加とともに輝度が直線
的に増加する青色発光蟹光体、すなわち直線的（リニア
）な電子密度−輝度特性を有する青色発光蟹光体と、（
Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ後光体、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ
，ＡＩ蟹光体等の同じく直線的な電流密度−輝度特性を
有する黄色発光蟹光体との組合させからなるもので電流
密度−輝度特性が直線的になっている。そして、ダーク
レベル信号（０信号）乃至ハイライト信号の白黒テレビ
ジョン信号に対応してビーム電流を制御することにより
蟹光膜の発光輝度を制御し、その明度変化によって画像
を表示している。したがって、ビーム電流の変化に対応
して色彩が変化することはないから、画像の単調さは全
く改良されないばかりではなく、有彩色では明度変化の
範囲が無彩色に比較して狭いため無彩色の明度変化によ
る画像表示に比較してコントラストが低い表示となって
しまう。人間の眼は無彩色の明度変化すなわち白黒の変
化よりも色彩の変化に一層敏感であるので、白黒の変化
を色彩の変化に変えることによってこの画像の単調さを
改良することができる。

本出願人は、この考え方に基づいて研究を行ない、従釆
の白黒テレビジョン方式の信号をそのまま使用しても、
ハイライト信号を白色で、ハイライト信号とダークレベ
ル信号の中間の信号を明度によって連続的に色彩の変化
する有彩色で表示すれば、白黒テレビジョン方式にみら
れる画像の単調さを改良するとともに観察者の色彩情緒
を充分満足させることが可能な、これまでにはなかった
全く新しい色調の画像を得ることができることを見出し
た。

本発明は、この新しい考え方において有用な蟹光膜、す
なわち、従来の白黒テレビジョン信号に対応した電子ビ
ームで照射したとき、ハイライト信号を白色に表示し、
ハイライト信号とダークレベル信号の中間の信号を明度
によって連続的に色彩を変化する有彩色で表示する蟹光
膜をもった陰極線管を提供することを目的とするもので
ある。

本発明の陰極線管は上述のように白黒テレビジョン信号
をそのまま使用するから、従来の白黒テレビジョンの設
備をそのまま使うことができ、また、白黒の変化を色彩
の変化に変え、ハイライト信号を白色で示すようにした
から、単調でなく面白味のある新しい色調の画像を安価
に得ることができ、従来の白黒、カラーの２種類の方式
の他に有用な１方式を提供するもので、工業的価値は著
大なものである。また、周知のようにカラーテレビジョ
ン （ＮＴＳＣ方式）では輝度信号（Ｙ信号）と色信号（１
，Ｑ信号）を使用して画像を記録、再生しており、この
輝度信号（Ｙ信号）は従来の白黒テレビジョンの輝度信
号に相当するものであるから（例えば、オーム社「電子
工学ポケットブック」第３版１２一１Ｓ白欄第ＩＺ行参
照）、本発明においては、この輝度信号も前述の白黒テ
レビジョン信号として使用することができる。

したがって、本発明の陰極線管を使用する方式では従釆
のカラーテレビジョンの設備もそのまま使用することが
できる。なお、本明細書においては、このカラーテレビ
ジョンにおける輝度信号も含めて「白黒テレビジョン信
号」と称することとする。以下、本発明の陰極線管の構
成、作用を詳細に説明する。

本発明の陰極線管の構成は、第１図に示すように蟹光膜
を除いては従来の白黒テレビジョン陰極線管と全く同じ
である。

すなわち本発明の陰極線管はフアネル１のネック部２に
１本の電子銃３を有し、該電子銃３に対向するフェース
プレート４上全面に蟹光膜５が形成されたものである。
このように構成された陰極線管において、前記蟹光膜は
２種類以上の麓光体を混合してなり、少なくともその１
種類が非線的（ノンリニア）な電流密度−輝度特性を有
し、その蟹光膜の発光色がビーム電流に対応してＣＩＥ
表色系の白色を含んで連続的に変化することを特徴とす
るものである。なお、符号６は電子銃２から発射され、
姿光膜５上に照射された電子ビームを示す。非直線的（
ノンリニア）な電流密度−輝度特性とは、電流密度の増
加とともに輝度の直線性が失われることを言い、この非
直線的な電流密度−輝度特性を有する蟹光体はサブリニ
ア型とスーパーリニア型とに分類される。

サブリニア型蟹光体とは電流密度の増加とともに輝度が
直線からそれて下向く（輝度の増加の勾配が小さくなる
）ものを言い、スーパーリニア型後光体とは逆に上向く
（輝度の増加の勾配が大きくなる）ものを言う。混合後
光体の発光色は各構成成分蟹光体の発光色および発光量
（輝度）によって決まるものであるが、上述の非直線的
な電流密度−輝度特性を有する蟹光体を少なくとも１種
類含む混合蟹光体からなる本発明陰極線管の蟹光膜は、
該後光膜を構成する各蟹光体の輝度の比率がビーム電流
の変化に対応して連続的に変化するため、ビーム電流の
の変化に対応して連続的にその発光色の色彩を変化させ
る。以上述べたように本発明陰極線管の蟹光膜は少なく
とも１種類が非直線的な電流密度−輝度特性を有する２
種類以上の後光体を混合することによって得られる混合
蟹光体からなり、その発光色はビーム電流の変化に対応
して連続的に変化するものであるが、この蟹光膜が具備
すべきもう１つの重要な特性は、ビーム電流の変化に対
応して連続的に変化する発光色の中に白色を含むことで
ある。

先に述べたように、白黒テレビジョン信号を用いて明度
とともに色彩を変化させる新しい画像表示方式において
は、ハイライト信号は白色で表示されるものであるから
、ビーム電流の変化に対応して連続的に変化する発光色
中に白色を含まない幹光膜は本発明陰極線管の蟹光膜と
して使用することができない。上述の白色とは第２図の
ＣＲ表色系色度座標中斜線で示される領域、すなわちＣ
ＩＥ表色系の白色を指すものである。本発明陰極線管の
蟹光膜に用いられる混合蟹光体は、基本的には少なくと
も一方が非直線的な電流密度一驚度特性を有し、かつそ
れぞれのＣｍ表示系発光色度点を結ぶ直線が、第２図の
斜線で示される白色の領域を通過するような２種類の蟹
光体を適当量混合することによって得られる。

第３Ａ〜３Ｃ図はこのような２種類の蟹光体を混合して
なる混合蟹光体を用いた本発明陰極線管の蟹光膜におけ
る各蟹光体の電流密度−輝度特性を概略的に示すもので
あり、第３Ａ図は２種類の蟹光体がサブリニア型蟹光体
Ａとりニア型蟹光体Ｂである場合、第３Ｂ図は２種類の
後光体がリニア型蟹光体Ａとスーパーリニア型蟹光体Ｂ
である場合、第３Ｃ図は２種類の蟹光体がサプリニア型
後光体Ａとスーパーリニア型蟹光体Ｂである場合である
。第３Ａ〜３Ｃ図の本発明陰極線管の蟹光膜において、
電流密度１桜〆下の領域においては後光体Ａの輝度が蟹
光体Ｂのそれよりも勝っているので、この領域において
は蟹光膜の発光色は常に蟹光体Ａの発光色が優勢な混色
となる。一方電流密度がち以上の領域においては逆に蟹
光体Ｂの発光量が蟹光体Ａのそれよりも勝るようになる
ので、この領域においては蟹光膜の発光色は常に蟹光体
Ｂの発光色が優勢な縞色となる。従って蟹光膜の発光色
は電流密度の増加に対応して蟹光体Ａの発光色が優勢な
温色から蟹光体Ｂの発光色が優勢な退色へと連続的に変
化する。この発光色の変化の様子をＣＩＥ表色系で述べ
ると、発光色は電流密度の増加に対応して両蟹光体の発
光色度点を結ぶ直線上を蟹光体Ａの発光色度点付近から
鰭光体Ｂの発光色度点万向に向かって連続的に移動する
ことになる。今電流密度が１．乃至１２の領域で蟹光膜
が白色発光を示すよううに、換言すれば電流密度が１．
乃至１２の領域で蟹光膜のＣＩＥ表色系発光色度点が第
２図の斜線で示される白色領域内にくるように蟹光体Ａ
およびＢを混合し、かつハイライト信号が１，乃至１２
の範囲内の適当な電流密度値をとりうるように白黒テレ
ビジョン信号−電子ビーム変換を行なうと、ハイライト
信号は白色に、ハイライト信号からダークレベル信号に
かけての各信号は蟹光体Ａと後光体Ｂの発光色度点を結
ぶ直線上を白色から蟹光体Ａの発光色度点万向に向かっ
て連続的に変化する有彩色に表示されることとなり、本
発明の目的とする新しい画像表示方式が実現される。な
お、蟹光体ＡおよびＢを混合するにあたっては、得られ
る混合蟹光体が高電流密度において白色発光を示すよう
な割合で混合するのが好ましい。

これは、低あるし、は中電流密度において白色発光を示
すように両者を混合すると、ハイライト信号とダークレ
ベル信号の中間の各信号における有彩色変化幅が狭くな
るばかりでなく、輝度不足のために表示画面が暗くなっ
てしまうからである。また蟹光体ＡおよびＢの電流密度
−輝度特性の組合せとして第３Ｃ図のように一方をスー
パーリニア型蟹光体とし、もう一方をサブリニア型姿光
体とすれば一定の電流密度範囲において両餐光体の輝度
比率幅をより広くとることができるので、色彩変化幅の
広い蟹光膜を得ることがきる。以上、本発明陰極線管の
蟹光膜を、２種類の蟹光体を混合してなる混合蟹光体を
用いる場合について説明したが、本発明に使用する蟹光
膜はこれに限られるものではなく、少なくとも１種類が
非直線的な電流密度−輝度特性を有する蟹光体からなり
、かつその発光色がビーム電流の変化に対応してＣＩＥ
表色系の白色を含んで連続的に変化するものであれば、
３種類以上の蟹光体を混合してなる混合蟹光体であって
もよいことは言うまでもない。本発明陰極線管の蟹光膜
に用られる混合蟹光体の構成成分である非直線的な電流
密度−輝度特性を有する蟹光体としては、Ｚｎ２Ｓｉ０
２：Ｍｎ蟹光体、（Ｍｇ、Ｚｎ）０．Ｇａ２０３：Ｍｎ
蟹光体、Ｋ２０・Ｇａ２０３：Ｍｎ蟹光体、ＮａＴａ０
３：Ｔｈ蟹光体（以上緑色系発光サブリニア型）、（Ｚ
ｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、Ｎｉ蟹光体、Ｙ２０３：：Ｅｕ後
光体、Ｙ２０２Ｓ：Ｅｕ蟹光体（以上赤色系発光ス−パ
ーリニア型）、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、Ｎｉ蟹光体（
緑色系発光スーパーリニア型）、（Ｚｎ、Ｃｄ）３（Ｐ
０４）２：Ｍｎ蟹光体、ＣａＧａ４０７：Ｍｎ蟹光体（
以上赤色系発光サブリニア型）等が挙げられる。

上記から明らかなように現在知られている非直線的な電
流密度−輝度特性を有する蟹光体のほとんどは緑色系あ
るいは赤色系の発光を示すものである。先に述べたよう
にスーパーリニア型蟹光体とサブリニア型後光体とを組
み合わせた場合、一定の電流密度範囲においてより広い
色彩変化幅を得ることができるので、上記緑色発光系蟹
光体と赤色発光系姿光体についてこの組合わせを考える
と次の２通りとなる。（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、Ｎｉ蟹
光体Ｙ２０３：：Ｅｕ蟹光体 Ｙ２０２Ｓ：Ｅｕ蟹光体 （Ｚｎ、Ｃｄ）３（Ｐ０４）２：Ｍｎ蟹光体ＣａＧａ４
０７：Ｍｎ蟹光体組合せ｛１）の混合蟹光体を蟹光膜と
した陰極線管においては、ハイライト信号は白色に、ハ
イライト信号からダークレベル信号にかけての各信号は
連続的に変化する緑色系有彩色に表示され、一方組合せ
■の混合蟹光体を蟹光膜とした本発明陰極線管において
は、ハイライト信号は白色に、ハイライト信号からダー
クレベル信号にかけての各信号は連続的に変化する赤色
系有彩色に表示されるということは先の説明から明らか
である。

なお釜光体は付活剤量、母体組成比等で発光色が変化す
るものであり、上記組合せにて蟹光膜を構成する場合、
連続的に変化する発光色が白色を含まないことがある。
このような場合には、例えばＺｎＳ：Ａｇ受光体等の青
色発光蟹光体を適当量混合して、緑色系発光蟹光体の発
光色を短波長側に移動させ、連続的に変化する発光色中
に白色が含まれるようにすればよい。次にＭｎ付活量が
母体ｌｍｏｌにつき３×１０‐３ｇ原子である（Ｍ軟．
７Ｚ〜．３）０．Ｇａ２０３：Ｍｎ蟹光体とＡｇおよび
Ｎ付活量がそれぞれ母体１ｇにつき５×１０−もおび８
ｐｐｍである（ＺｎＭ５ＣｄＭ５）Ｓ：Ａｇ、Ｎｉ鰭光
体となるから混合蟹光体を蟹光膜とした陰極線管を例に
とって、本発明を具体的に説明する。

先に述べたように（ＭｇＭＺｎＭ）０．Ｇａ２０３：Ｍ
ｎ蟹光体は緑色系発光サブリニア型後光体であり、この
蟹光体の発光色はＭｎ付活量によって連続的に変化する
。第４図のＣＩＥ表色系色度点Ａ，（ｘ＝０．１４８、
ｙ＝０．３１８）、Ａ２（ｘ＝０．１３２、ｙ＝０．４
２９）およびん（ｘ＝０．１０３、ｙ＝０．６２３）は
それぞれＭｎ付活量が１×１０‐も原子／ｍｏｌ、３×
１０‐も原子／ｍｏｌおよび７×１０‐３ｇ原子／ｍｏ
ｌである場合の（Ｍｇｏ．７ＺｎＭ）０．０ａ２０３：
Ｍｎ鰭光体の発光色度点を示すものであり、第４図から
明らかなように（Ｍｇｏ．７Ｚｎ帆）０．０ａ２０３：
Ｍｎ後光体の発光色はＭｎ付活量が増加するに従って長
波長側へと移動する。一方、スーパーリニア型蟹光体で
ある（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｎｉ蟹光体は母体組成比
ＺｎＳ／ＣｄＳの変化に対応して発光色が連続的に変化
し、ＺｎＳ／ＣｄＳがおよ３５／６５乃至２０／８０の
範囲において赤色系発光を示す。第４図の色度点Ｂ（ｘ
＝０．５４８ ｙ＝０．４３６）、Ｂ２（ｘ＝０．６２
４、ｙ＝０３６６）および＆（ｘ＝０．６５２、ｙ＝０
．３２４）はそれぞれＡｇおよびＮｉ付活量がいずれも
５×１０‐５ｇ／ｇおよび８ｐｐｍである（Ｚ〜．３５
Ｃｄｏ．伍）Ｓ：Ａｇ，Ｎｉ蟹光体、（Ｚｎｏ．２５Ｃ
４．７５）Ｓ：Ａｇ，Ｎｉ姿光体および（Ｚｎｏ．２ｏ
Ｃへ．即）Ｓ：Ａｇ，Ｎｉ蟹光体の発光色度点を示すも
のである。上記Ｍｎ付活量が３×１０‐３ｇ原子／ｍｏ
ｌである（ＭｇＭＺｎＭ）０．Ｇａ２０３：Ｍｎ姿光体
（発光色度点ん）とＡｇおよびＮｉ付活量がそれぞれ５
×１０‐５ｇ／ｇおよび８ｐｐｍである（Ｚｎｏ．２５
Ｃｄｏ．花）Ｓ：Ａｇ，Ｎｉ蟹光体（発光色度点Ｂ２）
とを１０：１の重量比にて混合してなる混合蟹光体を姿
光膜とした陰極線管においては、該蟹光膜は電流密度２
．０一Ａ／地の時第４図の色度点Ｗ（ｘ＝０．３７５、
ｙ＝０．３９０）で示される白色発光を示す。従ってハ
イライト信号の電流密度値が２．０一Ａ／のとなるよう
に白黒テレビジョン信号−電子ビーム変換を設定するこ
とによって、ハイライト信号は色度点Ｗの白色に、ハイ
ライト信号からダークレベル信号にかけての各信号は色
度点Ｗと色度点んを結ぶ直線上をＷからＡ２方向に向か
って連続的に変化する有彩色に表示することができる。
本発明の陰極線管は白黒テレビジョン信号と組み合わせ
て用いることによって、従来の白黒テレビジョン方式に
みられるような画像の単調さのない、観察者の色彩情著
を充分満足させることが可能な全く新しいトーンの画像
表示を容易に行なうことができるものであり、その工業
的利用価値は前述のように著大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は白黒テレビジョン陰極線管の概略構成図である
。 第２図はＣＩＥ表色系の白色を色度座標中に示すもので
ある。第３図は２種類の蟹光体を混合してなる混合蟹光
体を用いた本発明陰極線管の後光膜における各蟹光体の
電流密度−輝度特性を概略的に示すものであり、第３Ａ
図は２種類の蟹光体がサブリニア型蟹光体ＡとＩＪニア
型蟹光体Ｂである場合、第３Ｂ図は２種類の蟹光体がリ
ニア型蟹光体Ａとスーパーリニア型蟹光体Ｂである場合
、第３Ｃ図は２種類の蟹光体がサブリニア型蟹光体Ａと
スーパーリニア型蟹光体Ｂである場合をそれぞれ示すも
のである。第４図は（Ｍｇｏ．７Ｚｎ岬）０．Ｇａ２０
３：Ｍｎ蟹光体の発光色度点、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ
，Ｎｉ蟹光体の発光色度点および前記両後光体を混合し
てなる混合釜光体を蟹光膜とする本発明陰極線管の発光
色度をＣＩＥ表色系上に示す図である。１・・・・・・
フアネル、２・…・・ネック部、３・・・・・・電子銃
、４・・・・・・フェースプレート、５・・・・・・蟹
光膜、６．・・・・・電子ビーム。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３Ａ ＦＩＧ．３Ｂ ＦＩＧ．３Ｃ ＦＩＧ．４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １本の電子銃と、該電子銃に対向するフエースプレ
   ート上全面に蛍光膜を有するフアネルからなる陰極線管
   において、前記蛍光膜が２種類以上の蛍光体を混合して
   なり、少なくともその１種類の蛍光体が非直線的な電流
   密度−輝度特性を有し、その蛍光膜の発光色がビーム電
   流の変化に対応してＣＩＥ表色系の白色を含んで連続的
   に変化し、かつ、その蛍光膜は白黒テレビジヨン信号に
   対応した電子ビームで照射したときハイライト信号を白
   色に、ハイライト信号とダークレベル信号の中間の各信
   号を有彩色に表示することを特徴とする陰極線管。