CN1111893C - 彩色显象管 - Google Patents

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Abstract

提供一种能通过使外界光线在荧光体膜上的反射辉度下降，获得高发光辉度和高反差的图象，而且成本低的彩色显象管。是一种在荧光屏的内表面上备有红、绿、蓝3色荧光体膜的彩色显象管，上述3色荧光体膜中的至少2色荧光体膜由在荧光体微粒表面上被覆上一层同一颜色颜料的颜料被覆荧光体形成，而且全部3色荧光体膜的反射辉度都在无颜料被覆的荧光体膜的全部3色荧光体膜的反射辉度的70%以下。

Description

彩色显象管
本发明涉及降低荧光体膜对外界光线的反射，能实现高反差图象的彩色显象管。
近年来，希望在彩色显象管中产生鲜明的图象，要求实现图象中亮的部分和暗的部分之间有清晰的高反差的图象。可是荧光体膜的反射率接近100％，当太阳光或照明光等外界光线入射到荧光体膜上时，荧光体膜的不发光的部分即图象上本来应为黑的部分变白，造成反差损失。因此，显象管采用光透射率低的荧光屏，并在荧光屏外表面涂敷着色膜，以图达到高反差化。这是由于外界入射光在荧光体膜上的反射光被荧光屏或着色膜吸收所致。
在特开平6-275209号公报中公开了一种在形成荧光体膜的荧光体表面上被覆一层尽可能不损失荧光体膜的发光辉度的程度的颜料来降低荧光体膜的反射辉度的方法。另外，在特公昭52-14587号公报、特公昭52-14588号公报、特公昭52-14589号公报中也公开了降低荧光体膜的反射辉度的方法之一例。上述公开的方法中的任何一例都是在荧光屏的内表面和3色荧光体膜之间设一层涂料层，该涂料层具有分别与上述3色荧光体膜的各色荧光体的发光色相同的体色。因此将荧光屏的光透射率设定得高，外界入射光中除了所设的该部分的荧光体膜的发光色以外的成分的光被该颜料层吸收，且从设在该部分的荧光体膜发出的光被吸收得最少，图象的发光辉度几乎不降低，能改善反差。
可是，上述方法存在以下问题。
(1)在采用透射率低的荧光屏或在荧光屏上涂敷着色膜的方法中，通过荧光屏或着色膜吸收外界光在荧光体膜上的反射光，能实现黑的画面。可是，荧光体膜的发光部分所发的光也被荧光屏或着色膜吸收，使得图象的发光辉度下降。
(2)在将几乎不使荧光体膜的发光辉度下降的程度的微量颜料被覆在荧光体上的方法中，荧光体的反射辉度通常是无颜料被覆的荧光体的反射辉度的75％左右。因此，为了提高反差，有必要将光透射率低的荧光屏和着色膜并用，导致图象的发光辉度下降。
(3)在荧光屏的内表面和3色荧光体膜之间与3色荧光体膜的各色分别对应地形成具有与3色荧光体层相同体色的3色颜料层的方法中，颜料层的制膜工艺显著地复杂，而且很难，所以彩色显象管的成本增大。
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能通过使外界光线在荧光体膜上的反射辉度下降，获得高发光辉度和高反差的图象，而且成本低的彩色显象管。
为了达到上述目的，本发明的彩色显象管是一种在荧光屏的内表面上备有红、绿、蓝3色荧光体膜的彩色显象管，其特征在于：上述3色荧光体膜中的至少2色荧光体膜由在荧光体微粒表面上被覆上一层颜料的颜料被覆荧光体形成，而且全部3色荧光体膜的反射辉度都是无颜料被覆的荧光体膜的全部3色荧光体膜的反射辉度的70％以下。
另外，在上述彩色显象管中，上述3色荧光体膜都由上述颜料被覆荧光体形成，最好红色颜料被覆荧光体的反射辉度是无颜料被覆的荧光体的反射辉度的60％以下，而且波长为620nm的反射率为70％以上，绿色颜料被覆荧光体的反射辉度是无颜料被覆的荧光体的反射辉度的75％以下，而且波长为530nm的反射率为80％以上，蓝色颜料被覆荧光体的反射辉度是无颜料被覆的荧光体的反射辉度的60％以下，而且波长为450nm的反射率为70％以上。
如果采用这样的彩色显象管，则能降低荧光屏的光透射率，与反射辉度相同的荧光屏相比，能获得高的发光辉度和高反差。
另外，由于荧光体微粒本身被颜料被覆，所以不需要象已知的彩色显象管那样在形成荧光体膜的每一部分的颜料层时采用复杂的工序，所以能抑制彩色显象管的制造成本。
另外，在上述彩色显象管中，上述3色荧光体膜都由上述颜料被覆荧光体形成，最好红色荧光体微粒的颜料被覆浓度为0.12重量％以上，绿色荧光体微粒的颜料被覆浓度为0.5重量％以上，蓝色荧光体微粒的颜料被覆浓度为2.0重量％以上。
另外，红色荧光体微粒上最好被覆从红色氧化铁、镉红及铬朱砂中选择的至少一种颜料。
另外，绿色荧光体微粒上最好被覆从尖晶石绿及钴铬酸盐中选择的至少一种颜料。
另外，蓝色荧光体微粒上最好被覆从钴蓝、群青及赛璐里安蓝中选择的至少一种颜料。
图1是本发明的彩色显象管的一实施形态的剖面图。
图2是图1中的荧光屏的内表面的剖面图。
图3是本发明的彩色显象管的一实施形态中的红色荧光体发的光及反射光谱曲线图。
图4是本发明的彩色显象管的一实施形态中的蓝色荧光体发的光及反射光谱曲线图。
图5是本发明的彩色显象管的一实施形态中的绿色荧光体发的光及反射光谱曲线图。
图6是本发明的彩色显象管的一实施形态中的红色颜料被覆浓度和发光辉度及荧光体膜反射辉度的关系曲线图。
图7是本发明的彩色显象管的一实施形态中的蓝色颜料被覆浓度和发光辉度及荧光体膜反射辉度的关系曲线图。
图8是本发明的第一实施形态中的颜料被覆浓度和荧光体膜发光辉度及反差的关系曲线图。
图9是本发明的第二实施形态中的颜料被覆浓度和荧光体膜发光辉度及反差的关系曲线图。
以下利用附图具体说明本发明的彩色显象管的一实施形态。图1是本发明的彩色显象管的一实施形态的剖面图。
图1中，构成彩色显象管的管体由配置在前侧的面板部1、收容电子枪12的颈部3和配置在面板部1和颈部3中间的锥体部2构成。在面板部1的前面有玻璃制的荧光屏4。图中虽未示出，但在该荧光屏4的内表面上形成石墨层和荧光体膜。后文将详细说明荧光屏4的内表面。
掩模框9固定配置在面板部1的周边部的内侧，荫罩8利用该掩模框9安装在与荧光体膜相对的位置。磁屏蔽10设在面板部1和锥体部2的结合部分的内侧，将加强带11紧固在面板部1的周边部的外侧，以防止向心挤压。偏转线圈13设在锥体部2和颈部3的结合部分的外侧，在颈部3的外侧并排配置着色纯度调整磁铁14、中心射束静态聚焦调整磁铁15及边缘射束静态聚焦调整磁铁16，从电子枪12射出的3条电子射束17(图中只示出1条)被偏转线圈13偏向规定方向后，通过荫罩8到达荧光体膜。
有关上述结构，除了荧光屏4的内表面的荧光体膜部分外，与现有的结构相同，故详细说明从略。另外，关于彩色显象管的图象显示动作也与现有的彩色显象管的图象显示动作相同，故说明从略。
以下，说明本发明的彩色显象管的第一实施形态。第一实施形态是在红色、蓝色荧光体表面上分别被覆了具有与各自的发光色相同体色的颜料的例。图2(a)是图1中的荧光屏4的内表面一部分的剖面图。
在图2(a)中，6R是红色荧光体微粒，6G是绿色荧光体微粒，6B是蓝色荧光体微粒。将各荧光体微粒集中起来在荧光屏4的内表面上形成各色的荧光体膜。在荧光屏4的内表面上形成称为黑底的带状的石墨膜5。该石墨膜5在上述各色荧光体膜之间形成。该石墨膜5也可以是点图形。
红色、蓝色发光体微粒的表面分别被覆具有与各自的发光色相同体色的颜料。具体地说，在红色荧光体微粒6R的表面上被覆红色氧化铁(Fe2O3)颜料层7R。蓝色荧光体微粒6B的表面上被覆钴蓝(CoO·Al2O3)颜料层7B。如上所述，使用颜料被覆荧光体的荧光体膜的形成方法可以采用例如流动涂镀法之类的现有的荧光体膜的形成方法。
在图2(a)中，为了说明的方便，图中示出了颜料被覆荧光体用的颜料将荧光体完全被覆。实际上，荧光体和颜料的关系如图2(c)所示，不限于完全被覆。该关系对于3色都是一样的。
图3表示被覆了红色颜料的红色荧光体的反射光谱曲线之一例。18R表示在由Y2O2S:Eu构成的红色荧光体表面上，作为颜料被覆上述的氧化铁微粒，被覆量相对于红色荧光体为0.3重量％时的荧光体表面的反射光谱曲线。9R是比较用的曲线，表示无颜料被覆的红色荧光体的发光光谱曲线。
图4表示被覆了蓝色颜料的蓝色荧光体的反射光谱曲线之一例。18B表示在由ZnS:Ag，Al构成的蓝色荧光体表面上，作为颜料被覆钴蓝，被覆量相对于蓝色荧光体为5.0重量％时的荧光体表面的反射光谱曲线。19B是比较用的曲线，表示无颜料被覆的蓝色荧光体的发光光谱曲线。在图3、图4中，横轴W表示波长，纵轴A表示辉度。曲线18R、18B表示将无颜料被覆的荧光体的反射率作为100时其辉度A的相对值。另外，曲线19R、19B表示将光谱的峰值作为100时其辉度A的相对值。
由图3可知，用红色颜料被覆的荧光体在红色荧光体的发光区波长为620nm附近的反射率高，在蓝色发光区波长为450nm附近的反射率低。由图4可知，用蓝色颜料被覆的荧光体在蓝色荧光体的发光区波长为450nm附近的反射率高，在红色发光区波长为620nm附近的反射率低。
图6表示只用红色荧光体膜制作的彩色显象管的红色荧光体的颜料(氧化铁)被覆浓度和荧光体膜的发光辉度及反射辉度的关系。21R是表示由颜料被覆浓度的变化引起的红色荧光体膜的发光辉度的变化曲线。20R是表示由颜料被覆浓度的变化引起的红色荧光体膜的反射辉度的变化曲线。
图7表示只用蓝色荧光体膜制作的彩色显象管的蓝色荧光体的颜料(钴蓝)被覆浓度和荧光体膜的发光辉度及反射辉度的关系。21B是表示由颜料被覆浓度的变化引起的蓝色荧光体膜的发光辉度的变化曲线。20B是表示由颜料被覆浓度的变化引起的蓝色荧光体膜的反射辉度的变化曲线。
在图6、图7中，横轴D表示颜料被覆浓度(重量％)。纵轴A表示相对辉度。在纵轴A上示出了将荧光屏的光透射率换算成100％，且将无颜料被覆的红色、蓝色各荧光体的发光辉度及反射辉度分别作为100时荧光体膜的发光辉度及反射辉度的相对值。
备有红色、绿色、蓝色的3色荧光体膜的彩色显象管的表面颜色最好是非彩色(灰色)。为此，制作了红色荧光体膜和蓝色荧光体膜的反射辉度大致相同的彩色显象管。制作了10种(示于表1，试验号为1-1～1-10)这样的彩色显象管。各试样依次增加红色、蓝色荧光体的颜料被覆浓度，绿色荧光体不被覆颜料。将各试样的各色荧光体的组合示于表1。
[表1]
 试验No.        红色荧光体         绿色荧光体          兰色荧光体   3色全体
  颜料被覆浓度(％) 荧光膜反射辉度(％)   颜料被覆浓度(％)  荧光膜反射辉度(％)   颜料被覆浓度(％)   荧光膜反射辉度(％)  荧光膜反射辉度(％)
 1-1     0.0    100     0.0     90     0.0     100     96.7
 1-2     0.03    81     0.0     90     0.5     82     84.3
1-3 0.06 70 0.0 90 1.0 70 76.7
 1-4     0.12    57     0.0     90     2.0     58     68.3
 1-5     0.18    51     0.0     90     3.0     52     64.3
 1-6     0.24    48     0.0     90     4.0     49     62.3
 1-7     0.30    46     0.0     90     5.0     47     61.0
 1-8     0.36    44     0.0     90     6.0     46     60.0
 1-9     0.42    42     0.0     90     7.0     45     59.0
 1-10     0.48    40     0.0     90     8.0     44     58.0
表1中的试验号1-1～1-10的各色荧光体的颜料被覆浓度是根据图6、图7中的颜料被覆浓度和荧光体膜的反射辉度之间的关系求得的。表1中的颜料被覆浓度、荧光体膜反射辉度的单位与图6、图7中的相同。绿色荧光体的荧光体膜反射辉度为90％是将红色、蓝色荧光体膜的反射辉度作为100％时的相对值。表1的右端栏中示出了全部3色荧光体膜的反射辉度。这是各色荧光体膜的反射辉度的平均值。
图8示出了表1中的各试样的荧光体膜反射辉度和白色发光辉度及反差的关系。横轴RT表示荧光体膜反射辉度，相当于表1右端栏中的全部3色荧光体膜的反射辉度。纵轴(左侧)C表示反差，纵轴(右侧)AT表示白色发光辉度(色温为9500K的白色)。将在后文详细说明。
图8中，22表示荧光体膜反射辉度的变化产生的反差曲线，23表示荧光体膜反射辉度的变化产生的白色发光辉度曲线。为了与曲线22、23进行比较，示出了曲线24、25。曲线24是表示荧光屏的透射率变化产生的荧光体膜反射辉度的变化和反差的变化的关系曲线，曲线25是表示荧光屏的透射率变化产生的荧光体膜反射辉度的变化和白色发光辉度的变化的关系曲线。
以下说明上述荧光体膜的发光辉度及反差。通过光透射率为T的荧光屏观测的发光辉度AT和荧光体膜的发光辉度A0的关系如下式1所示。这是因为使所观测的光通过荧光屏1次。
              AT＝A0×T          (式1)
通过光透射率为T的荧光屏观测的反射辉度RT和荧光体膜的反射辉度R0的关系如下式2所示。这是因为使所观测的光通过荧光屏2次。
              RT＝R0×T2        (式2)
另外，通过光透射率为T的荧光屏观测的反差C(％)用通过荧光屏观测的发光辉度和通过荧光屏观测的反射辉度之比进行定义，所以如果采用式1、式2的关系，则用下式3表示。
C＝(AT/RT)×100
＝[A0×T/(R0×T2)]×100         (式3)
利用该式3的关系，算出图8中的纵轴(左侧)C的值。
在图8中，对由荧光屏的光透射率产生的效果和由颜料被覆荧光体膜产生的效果进行区别。就是说，表示使颜料被覆浓度变化时的荧光体膜反射辉度和白色发光辉度及反差的关系的曲线22、23中的值是将荧光屏的光透射率换算成100％的值。图8中的纵轴(右侧)AT的值是将由无颜料被覆的3色荧光体膜构成的彩色显象管的白色发光辉度作为100的相对值。
由图8可知如下的情况。如曲线23(有颜料被覆)所示，在反射辉度RT为70％以下的区域，发光辉度AT下降者也比使荧光屏的光透射率下降且使荧光体膜的反射辉度下降的曲线25(无颜料被覆)所示者的发光辉度AT高。即可知，如果反射辉度相同，有颜料被覆的荧光体的发光辉度AT比无颜料被覆的荧光体的高。
该关系即使在反射辉度RT大于70％的情况下也一样，但随着反射辉度RT的增加两者的发光辉度AT之差(曲线23和曲线25的数值之差)逐渐缩小。
上述关系对于反差来说也一样。如曲线22(有颜料被覆)所示，如果反射辉度RT在70％以下，则维持高反差。而且该反差值比曲线24(无颜料被覆)的值还高。
将以上做一总结，即将颜料被覆在荧光体上、使反射辉度在70％以下者，与使荧光屏的光透射率下降而反射辉度相同者相比较，前者能获得高的白色辉度和高反差。
以下说明本发明的彩色显象管的第二实施形态。第二实施形态是在红色、绿色、蓝色发光体表面上分别被覆了具有与各自的发光色相同的体色的颜料的例。
图2(b)是表示荧光屏4的内表面的一部分的剖面图。形成绿色荧光体膜的绿色荧光体微粒的表面被覆上一层由绿色颜料尖晶石绿[(Co，Ni，Zn)2TiO4]的微粒制成的颜料层7G，除此之外与第一实施形态相同。
图5表示用绿色颜料被覆的绿色荧光体的反射光谱曲线之一例。18G表示在由ZnS:Cu，Au，Al构成的绿色荧光体的表面上被覆一层相对于绿色荧光体为0.5重量％的由尖晶石绿[(Co，Ni，Zn)2TiO4]的微粒制成的颜料时的荧光体表面的反射光谱曲线。19G是比较用的曲线，表示无颜料被覆的绿色荧光体的发光光谱曲线。横轴W表示波长，纵轴A表示辉度，这些都与图3、图4相同。
制作了10种(示于表2，试验号为2-1～2-10)用图5所示的绿色颜料被覆荧光体形成绿色荧光体膜的彩色显象管。其中，试验号2-1与表1中的试验号1-1是相同的试样，在绿色荧光体上不被覆荧光体。各试样的荧光体的组合示于表2。
[表2]
  试验No.       红色荧光体          绿色荧光体         兰色荧光体    3色全体
颜料被覆浓度(％)  荧光膜反射辉度(％)   颜料被覆浓度(％) 荧光膜反射辉度(％)   颜料被覆浓度(％)  荧光膜反射辉度(％)   荧光膜反射辉度(％)
  2-1   0.0     100     0.0     90     0.0     100     96.7
2-2 0.03 81 0.5 75 0.5 82 79.3
2-3 0.06 70 0.5 75 1.0 70 71.7
  2-4   0.12     57     0.5     75     2.0     58     63.3
  2-5   0.18     51     0.5     75     3.0     52     59.3
2-6 0.24 48 0.5 75 4.0 49 57.3
  2-7   0.30     46     0.5     75     5.0     47     56.0
  2-8   0.36     44     0.5     75     6.0     46     55.0
  2-9   0.42     42     0.5     75     7.0     45     54.0
  2-10   0.48     40     0.5     75     8.0     44     53.0
表2中，试验号2-2～2-10分别是在表1中的试验号为1-2～1-10的绿色荧光体上被覆了0.5重量％的颜料。绿色荧光体的荧光体膜反射辉度与表1相同，也是将红色、蓝色荧光体膜的反射辉度作为100％时的相对值。表2的右端栏中示出了全部3色荧光体膜的反射辉度。这是各色荧光体膜的反射辉度的平均值。
图9示出了表2中的各试样的荧光体膜反射辉度和白色发光辉度及反差的关系。横轴RT表示荧光体膜反射辉度，相当于表2右端栏中的全部3色荧光体膜的反射辉度。纵轴(左侧)C表示反差，纵轴(右侧)AT表示白色发光辉度。这些与图8相同。
图9中，22’表示荧光体膜反射辉度的变化产生的反差曲线，23’表示荧光体膜反射辉度的变化产生的白色发光辉度曲线。为了与曲线22’、23’进行比较，与图8相同，图9中也示出了通过使荧光屏的透射率变化而使荧光体膜反射辉度变化时的曲线24、25。这些曲线24、25与图8所示的相同。
由图9可知，与图8的情况一样，将颜料被覆在荧光体上、使反射辉度在70％以下者，与使荧光屏的光透射率下降而反射辉度相同者相比较，前者能获得高的白色辉度和高反差。另外，该第二实施形态的试样比第一实施形态的试样能获得高反差。
这里，将第一实施形态的表1所示的试验号1-7的试样作为实施例1，将第二实施形态的表2所示的试验号2-7的试样作为实施例2。将该实施例1、2与颜料被覆量少的现有的荧光体膜(表3所示的现有例)及不被覆颜料的荧光体膜(试验号1-1)进行了比较。将这4个试样分别获得相同的反差的荧光屏光透射率及白色发光辉度的关系汇总于表3。
[表3]
荧光膜反射辉度(％) 荧光屏透射率(％) 白色发光辉度(％)
未被覆颜料     96.7     30.0     100.0
  现有例     70.0     41.0     135.1
  实施例1     61.0     45.7     146.7
  实施例2     56.0     48.8     153.4
由表3可知，在实施例1、2中，与不覆颜料者或现有例相比，能降低荧光体膜反射辉度。因此，表3所示的4个试样如果获得相同的反差，则与不覆颜料者或现有例相比，实施例1、2的试样能将荧光屏的光透射率设定得高一些，所以能提高白色发光辉度。
实施例2采用了光透射率为48.8％的称为着色玻璃的荧光屏。此外，通过将光透射率为48.8％的着色玻璃或光透射率为36.7％的深色玻璃的荧光屏涂黑，调整了荧光屏的光透射率。
在上述第一、第二实施形态中，作为红色颜料使用了红色氧化铁，但也可以使用镉红(CdS·CdSe)或铬朱砂(PbCrO4·PbMoO4·PbSO4]等。作为绿色颜料使用了尖晶石绿[(Co，Ni，Zn)2TiO4]，但也可以使用钴铬酸盐[Co(Cr，Al)2O4]等。另外，作为蓝色颜料使用了钴盐，但也可以使用群青(Na6Al6Si6O24S4)、赛璐里安蓝[2(Co，Mg)O·SnO2]等。
另外，在上述实施形态1、2中，在进一步降低所观测的荧光体膜的反射辉度、获得高反差的情况下，也可以与光的透射率低的荧光屏组合。这时荧光屏的光透射率与只降低荧光屏的光透射率而获得高反差时的光透射率相比，能选择光透射率高的荧光屏，因此发光辉度降低得少。
如上所述，如果采用本发明的彩色显象管，则由于在形成荧光体膜的荧光体上被覆一种在各荧光体的发光波长区域内的反射率高、而在发光波长区域以外的区域的反射率低的颜料，使全部3色荧光体膜的反射辉度都在无颜料被覆的荧光体膜的70％以下，所以能降低荧光屏的光透射率，与反射辉度相同的荧光屏相比，能获得高的发光辉度和高反差。
另外，由于在荧光体微粒本身上被覆颜料，所以不需要象已知的彩色显象管那样在荧光体膜的每一部分上形成颜料层这样的复杂的工序，所以能抑制彩色显象管的制造成本。

Claims (6)

1.一种在荧光屏的内表面上备有红、绿、蓝3色荧光体膜的彩色显象管，其特征在于：
上述红色荧光体膜由以红色颜料被覆荧光体微粒表面的红色颜料被覆荧光体形成，红色颜料被覆荧光体的反射辉度是无颜料被覆的红色荧光体的反射辉度的60％以下，而且波长为620nm的反射率为70％以上；
上述蓝色荧光体膜由以蓝色颜料被覆荧光体微粒表面的蓝色颜料被覆荧光体形成，蓝色颜料被覆荧光体的反射辉度是无颜料被覆的蓝色荧光体的反射辉度的60％以下，而且波长为450nm的反射率为70％以上；
而且全部3色荧光体膜的反射辉度都在无颜料被覆的荧光体膜的全部3色荧光体膜的反射辉度的70％以下。
2.根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：上述绿色荧光体膜都由以绿色颜料被覆在荧光体微粒表面的绿色颜料被覆荧光体形成，绿色颜料被覆荧光体的反射辉度是无颜料被覆的绿色荧光体的反射辉度的75％以下，而且波长为530nm的反射率为80％以上。
3.根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：上述3色荧光体膜都由上述颜料被覆荧光体形成，红色荧光体微粒的颜料被覆浓度为0.12重量％以上，绿色荧光体微粒的颜料被覆浓度为0.5重量％以上，蓝色荧光体微粒的颜料被覆浓度为2.0重量％以上。
4.根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：红色荧光体微粒上被覆从红色氧化铁、隔红及铬朱砂中选择的至少一种颜料。
5.根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：绿色荧光体微粒上被覆从尖晶石绿及钴铬酸盐中选择的至少一种颜料。
6.根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：蓝色荧光体微粒上被覆从钴蓝、群青及赛璐里安蓝中选择的至少一种颜料。
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