JPS633419B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は受像管、特に高コントラスト、高輝度
特性を有する受像管に関するものである。

従来より明るい外光に対して映像のコントラス
トを改善するため、種々の方法が提案され、実用
化されている。例えばこれらの方法の一つには、
螢光膜を内壁面に塗布したフエースプレートの透
過率を低くしてコントラストを向上させたものが
あり、光透過率が約85％のいわゆるクリアパネル
に対して光透過率がそれぞれ約65％、55％のグレ
ーパネル、テイントパネルが実用化されている。
この場合、これらのフエースプレートの光透過率
を低下させる手段としては、パネルガラス製造に
際にCo、Ni等の酸化剤である着色剤を極微量添
加することによつて容易に製作することができ
る。

このように構成されたフエースプレートにおい
ては、光透過率を低下させるほど高コントラスト
の映像を得ることができ、受像管の製造工程は全
く同一で、かつ工程の複雑化、コストの上昇は全
くなく、極めて良好な方法である。しかしなが
ら、螢光膜の明るさ（輝度）はフエースプレート
の光透過率を低下した分だけ損なわれるという欠
点を有している。

また、映像のコントラストを向上させる他の手
段としては、フエースプレートと螢光体層との中
間にフエースプレートを部分的に被覆する黒色光
吸収層を設ける方法がある。すなわち、青、赤、
緑色発光けい光体の各絵素の周囲に黒色光吸収層
を設け、この黒色光吸収層によつてフエースプレ
ートを透過した外光を吸収させたものである。

このような構成によれば、螢光体スクリーン上
の発光部分は、通常画面の60〜70％を占め、画面
の30〜40％程度が非発光部分となり、この非発光
部分に黒色光吸収層が設けることによつて明るさ
を損うことなくコントラストを高めることができ
る。そして、この方法によつてさらにコントラス
トを高めるには、黒色光吸収層の部分を発光画面
に対して50〜60％と広くする方法があるが、この
場合には、非発光層を広くするのみで発光部分が
狭くなつて画像の明るさを犠牲にすることにな
る。

さらに、画像のコントラストを向上させる他の
手段としては、２〜３色の螢光体にそれぞれ螢光
体の発光に応じた光のみを選択的に透過（または
反射）させ、螢光体の発光に対応する光以外は選
択的に吸収させるフイルター物質を螢光体層とフ
エースプレート内面との間に層状に設けるかある
いは螢光体層中に混入させるか、または、螢光体
表面に付着させる方法がある。

しかしながら、このような方法において、現在
応用可能なフイルター物質は、螢光体の発光に対
応する光の透過率（または反射率）が50〜90％、
螢光体の発光以外の光吸収率も50〜100％である
ため、フイルター物質を応用したとしても、明る
さが低下してしまい、外光に対するスクリーンの
反射を若干抑えられることができても綜合特性と
して不利となる方が大きかつた。

したがつて本発明の目的は、上記の受像管の欠
点を除去するためになされたものであり、高コン
トラスト、高輝度の映像を簡易な方法で得られる
ようにした受像管を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明による
受像管は、蛍光体の各発光色のピーク波長、すな
わち発光強度がピーク値を示す波長におけるフエ
ースプレートの分光透過率を螢光体発光色の各ピ
ーク波長間のフエースプレートの最低分光透過率
に対して５％以上高くしたものである。以下図面
を用いて本発明による受像管について詳細に説明
する。

第１図は本発明による受像管の一例を説明する
ためのカラー受像管螢光面の要部断面図である。
同図において、カラー受像管の螢光面はカラー画
像を得るため、フエースプレート１の内壁面に
赤、緑、青色に発光する螢光体層２，３，４がそ
れれ所定位置塗布形成されている。そして、背面
側より３色に対応する３本の電子ビーム５，６，
７により３色の螢光体層２，３，４が刺激されて
発光し、その３色の発光色８，９，１０がフエー
スプレート１を透過して画像が映出される。そし
て、フエースプレート１の前面側つまり観察者側
に外部から明るい外光１１が当ると、この外光１
１がフエースプレート１を透過して赤、緑、青の
けい光体層２，３，４に達した後に螢光体層２，
３，４の表面で反射され、再度フエースプレート
１を透過して観察者側に反射光１２として反射さ
れる。この結果、３色の発光色８，９，１０は、
電子ビーム５，６，７により発光した画像情報を
伝達する信号成分に対して、外光１１が強くなる
とその反射光１２がさらに強くなり、コントラス
トを大幅に低下させてしまう。したがつて、コン
トラストを向上させるためには、フエースプレー
ト１の光透過率を下げ、外光１１による反射光１
２を少なくすることが行なわれてきた。すなわ
ち、フエースプレートを製造する際、主成分であ
るSiO₂、Na₂Oなどにさらに極微量のNiO、CoO
等を添加することによつて可視域の分光透過率を
任意に変え、第２図に１３，１４，１５で示した
分光透過率を有するクリアパネル、グレーパネ
ル、テイントパネルが用いられている。一方、３
色に発光する螢光体層２，３，４は、赤色螢光体
層２にY₂O₂S：Eu、緑色螢光体層３にZnS：
CuAl、青色螢光体層４にZnS：Agが含有され、
第３図に１６，１７，１８で示した赤、緑、青螢
光体発光スペクトルを有している。そして、第３
図に示した赤、緑、青螢光体発光スペクトルを有
する螢光体層２，３，４を第２図に示した各透過
率を有するフエースプレートに透過させると、フ
エースプレートを透過した各発光色の光はそのフ
エースプレートの光吸収分だけ減少してしまうこ
とになる。したがつて、透過率の低いフエースプ
レートは外光によるコントラストの低下を防止で
きるが明るさが低下してしまうことになる。

したがつて本発明による受像管、特にそのフエ
ースプレートは、フエースプレートパネルを製造
するときにEr₂O₃、Nd₂O₃の稀土類元素酸化物質
を0.01〜５重量％添加させ、かつ第２図に１３で
示したようなクリアパネルの分光透過率特性を持
たせて第４図に示した分光透過率曲線１９を有す
るフエースプレートを構成したものである。

このように構成されたフエースプレートにおい
ては、Er₂O₃を添加したことによつて、第３図に
示した青螢光体スペクトル１８と緑螢光体スペク
トル１７間の発光波長間に対応する第４図の分光
透過率曲線１９の谷部１９ａで示した範囲の波長
間の分光透過率が低下し、この波長間に光吸収性
を有するようになる。なお、この例ではフエース
プレートの厚さは10mmでEr₂O₃は0.3重量％添加し
た。また、Nd₂O₂を添加したことによつて第３図
で示した緑螢光体スペクトル１７と赤螢光体スペ
クトル１６間の発光波長間に対応する第４図の分
光透過率曲線１９の谷部１９ｂで示した範囲の波
長間分光透過率が低下し、この波長間に光吸収性
を有するようになる。なお、この例ではNd₂O₃は
0.8重量％添加した こゝで、Nd₂O₃及びEr₂O₃等の稀土類元素化合
物を添加することにより、フエースプレートの透
過率、即ち分光透過率を５％以上低下させるため
には、0.01重量％以上の添加量が必要である。ま
た、これら稀土類元素化合物の添加量を増加して
行くと、前記したように分光透過率は低下して行
くが、添加量が５重量％を越えるとガラスの特
性、例えば誘電率等が変わり、好ましくない特性
を有するようになる。そこで稀土類元素酸化物は
0.01〜５重量％の範囲で添加するのが望ましい。

またこの添加量範囲では、３色の螢光体層２，
３，４の発光による明るさは、クリアパネルに比
較してほとんど低下することがない。また、この
場合、コントラストに関係する透過率（視感透過
率）Ｔは、 Ｔ＝∫P（λ）・ｆ(a)・dλ／∫P（λ）・ydλ で表わされる。ここで Ｐ（λ）：光源から放射の分光組成 ：C.I.E表示系における刺激値（標準比視感度
曲線） ｆ(a)：フエースプレートの分光透過率 したがつて、上式にグレーパネルと同じ視感透
過率を持たせるようにEr₂O₃、Nd₂O₃を添加すれ
ば、グレーパネルと同じコントラストが得られる
ことになる。この場合、映像の明るさは、グレー
パネルに比較して約23％明るい結果が得られ、コ
ントラストはグレーパネルと同等のものが得られ
た。さらに、このフエースプレートを透過した３
色の発光色の分光スペクトルは、シヤープとな
り、飽和度の良い、すなわち、色純度の良い映像
が得られた。こゝで、螢光体の発光のピーク波長
とその間の分光透過率の差が５％以下であると、
コントラストの向上としての効果がなく、５％以
上が必要である。また５％以下ではコントラスト
の向上の効果が少ないのみならず、蛍光面の画質
評価でも効果がみられなかつた。さらに、前述の
ようにCo、Niを添加してコントラストを同等に
した場合でも、明るさの向上は約３％程度であ
り、本願の効果は得られない。差が５％をこえる
と、視覚による差が明確になる。

また、フエースプレートガラスに含有させた
Er₂O₃、Nd₂O₃の稀土類酸化物は0.01〜５重量％
の範囲で添加量を変えることによつて各発光色の
ピーク波長におけるフエースプレートの分光透過
率を各発光色の各ピーク波長間のフエースプレー
トの分光透過率より５％以上高くすることがで
き、極めて良好な高コントラスト、高輝度特性が
得られた。さらに、一般に稀土類元素イオンの電
子殻の4f電子は外殻電子の遮蔽効果によ遷移元素
の3d電子のような強い結晶場依存性を示さず、
ガラス中でも結晶や液体と類似の幅の狭い吸収帯
を示す。従つて、ランタニド系列のCe、Pr、
Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm等
の元素含有のガラス（フエースプレート）も同様
の効果がある。上記元素はフエースプレート中で
前記蛍光体のピーク波長間450〜540nｍの短波長
側及び550〜600nｍの長波長側の両方またはいず
れかに吸収をもつている。従つてこれらの元素の
単独または組合せにより望ましいコントラストを
得ることができる。例えばNd、Er、Pr、Dy、
Sm、Gd及びHoは短波長側、Nd、Pr及びHoは
長波長側に吸収強度は異なるが吸収をもつてい
る。しかも、一つの元素が異なる複数の波長に亘
つて吸収をもつているものもある。

フエースプレートの製造においては、これら元
素または化合物、例えば酸化物、硝酸塩、塩化物
を原料として使用するが、フエースプレート中で
は一般に酸化物として存在する。従つて、原料と
して元素または化合物として使用した場合も酸化
物換算して単独もしくは組合せとする。これを第
５図〜第９図に示す。

第５図はEr₂O₃：0.6重量％、Gd₂O₃：0.7重量％
のもの、第６図はａはEr₂O₃：0.1重量％、
Nd₂O₃：0.3重量％、ｂはEr₂O₃：0.4重量％、
Nd₂O₃：1.2重量％、第７図はNd₂O₃：1.8重量％
のもの、第８図はPr₂O₃：2.6重量％のもの、第９
図はDy₂O₃：1.2重量％、Sm₂O₃：1.2重量％
Ho₂O₃：0.6重量％のものを示す。なお、これら
においてはフエースプレート厚さは10mmとした。

さらに、フエースプレートに要求されるものと
しては、フエースプレートの体色すなわちボデイ
ーカラーがある。そして、信号によつて３色の螢
光体の発光により形成された色再現を信号に対し
て忠実化させるためには、フエースプレートの体
色を無彩色にする必要がある。ところが、現在実
用化されているフエースプレートの体色は若干青
傾向になつている。したがつて、フエースプレー
トの体色も画質を損なわせないために極めて重要
な要因とされている。

また、通常使用されているCoO、Fe₂O₃等の着
色剤を添加することにより、現在実用化されてい
るフエースプレートのどの体色にも対応させるこ
とができた。この場合も映像の明るさはクリアパ
ネルと同等となり、かつコントラストはグレー、
テイントパネル並みにすることができた。

さらに、前述した黒色光吸収層を有するカラー
受像管およびフイルター物質を螢光体層に添加し
てコントラストを向上させる方法においても本発
明を適用することができ、コントラストをさらに
向上させることが可能となる。

以上説明したように本発明による受像管によれ
ば、映像の明るさをクリアパネルと同等でかつコ
ントラストはグレーパネル、テイントパネルと同
等となり、輝度、コントラストを大幅に向上させ
ることができる極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管螢光面の一例を示す要部
断面図、第２図はカラー受像管フエースプレート
パネルの分光透過率曲線、第３図は螢光体の発光
スペクトル、第４図ないし第９図は本発明による
カラー受像管フエースプレートの分光透過率曲線
である。 １……フエースプレート、２……赤螢光体層、
３……緑螢光体層、４……青螢光体層、５，６，
７……赤、緑、青電子ビーム、８，９，１０……
赤、緑、青色光、１１……外光、１２……反射
光、１３……クリアパネル分光透過率曲線、１４
……グレーパネル分光透過率曲線、１５……テイ
ントパネル分光透過率曲線、１６……赤螢光体発
光スペクトル、１７……緑螢光体発光スペクト
ル、１８……青螢光体発光スペクトル、１９……
フエースプレート分光透過率曲線、１９ａ，１９
ｂ……谷部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フエースプレートの内面に３色の蛍光体を塗
   布してなる受像管において、前記フエースプレー
   トは、その材料組成中に前記蛍光体の発光色のピ
   ーク波長間の波長においてピーク波長におけるよ
   りも高い光吸収率を有する希土類元素酸化物を
   0.01〜５重量％の範囲で含有し、かつ前記ピーク
   波長の分光透過率に対しピーク波長間の最低分光
   透過率を５％以上低くしたことを特徴とする受像
   管。