DE68923639T2

DE68923639T2 - Kathodenstrahlröhre.

Info

Publication number: DE68923639T2
Application number: DE68923639T
Authority: DE
Inventors: Takeo C O Patent Division Itou; Hidemi C O Patent Divi Matsuda; Hajime C O Patent Divis Tanaka
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: US4987338A; DE68923639D1; CN1036663A; EP0335680A2; EP0590740A3; EP0335680B1; DE68928390D1; EP0590740A2; EP0335680A3; EP0590740B1; KR890015334A; KR920003358B1; CN1020315C; DE68928390T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre und insbesondere auf eine lichtfilternde Schicht, die antistatische Eigenschaften aufweisen kann und auf oder vor einer Frontplatte der Kathodenstrahlröhre vorgesehen ist.
Es ist bekannt, daß eine Kathodenstrahlröhre Buchstaben und Bilder durch den Elektronenstrahlbeschuß eines Leuchtschirmes wiedergeben kann, der auf einer inneren Oberfläche einer Frontplatte aus Glas ausgebildet ist. Der Elektronenstrahl wird von einer Elektronenkanoneneinheit abgestrahlt, die in einem Hals eines Röhrenkolbens angeordnet ist, der die Frontplatte einschließt. Der Leuchtschirm schließt punktförmige oder streifenförmige rote, grüne und blaue Leuchtstoffe ein, die regelmäßig auf der inneren Oberfläche der Frontplatte verteilt sind.
Die Kathodenstrahlröhre hat den Mangel, daß der Kontrast der wiedergegebenen Bilder bei hellem, von außen einfallenden Licht verschlechtert wird. Um den Kontrast zu verbessern, wird allgemein eine Modifikation angewendet, um den Lichttransmissionsgrad der Frontplatte zu reduzieren. Es wurde zum Beispiel vorgeschlagen, daß eine Glasplatte (neutraler Filter), die einen fast gleichmäßigen Transmissionsgrad für Licht im sichtbaren Bereich aufweist, auf der vorderen Oberfläche der Frontplatte angebracht wird. Es ist jedoch für die wiedergegebenen Bilder unvorteilhaft, den neutralen Filter zu verwenden, da die Helligkeit der wiedergegebenen Bilder trotz der Verbesserung des Kontrastes verringert wird. Das heißt, wenn der Transmissionsgrad der Platte mit T bezeichnet wird, wird die Helligkeit der reproduzierten Bilder durch die Frontplatte proportional zum Transmissionsgrad T verringert. Andererseits wird das von außen einfallende Licht, das zu den Betrachtern reflektiert wird, proportional T² verringert. Somit wird der Kontrast des wiedergegebenen Bildes verbessert. Es ist jedoch nicht zu vermeiden, daß die Helligkeit der wiedergegebenen Bilder verringert wird.
Eine andere Kathodensstrahlröhre mit einer Frontplatte oder einer Glasplatte vor der Frontplatte, die Neodymoxid (Nd&sub2;O&sub3;) zur Verbesserung des Kontrastes ohne Reduzierung der Bildhelligkeit enthält, wurde im US-Patent Nr. 4,728,856 und in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 57-134848, 57-134849 und 57-134850 vorgeschlagen. Da die Frontplatte und die Glasplatte, die Nd&sub2;O&sub3; enthalten, als Lichtfilter wirken, der ein steiles Hauptabsorptionsband bei 560 nm 615 nm und ein zweites Absorptionsband bei 490 nm 545 nm aufweist, wird wegen der selektiven Lichtabsorptionskennwerte von Neodymoxid die Rot- und Blaufarbreinheit der wiedergegebenen Bilder verbessert und somit wird der Kontrast in einem gewissem Maße verbessert.
Der Leser wird auch auf US-A-4,521,524 hingewiesen, das den Kontrast von Elektronenstrahlröhren vergrößernde Glasfilter offenbart, die unter anderem Neodymoxid, andere Metalloxide und verfärbende Komponenten enthalten sowie auf das SID International Symposium-Digest von technischen Vortragen (1980), April, Coral Gables, Florida, USA, Seite 172-173, wo es um kontrastvergrößernde Glasfilter mit einer Transmissionsspitze bei 545-550 nm für Elektronenstrahlröhren-Farbbildschirme geht.
Eine bemerkenswerte Kontrastverbesserung wurde jedoch trotz der Verwendung von selektiven Lichtabsorptionskennwerten in der Kathodenstrahlröhre nicht erreicht. Wenn nämlich die Kontrastverbesserung des Lichtfilters, der Neodymoxid enthält, unter Verwendung der BCP (Helligkeits-Kontrast-Leistung) als Kennziffer bewertet wird, ist die BCP des Filters 1 ≤ BCP ≤ 1,05. Aus dem Wert der BCP ist klar zu erkennen, daß der Kontrast nicht ausreichend verbessert ist. Die BCP stellt das Kontrastverbesserungsverhältnis in Bezug auf die Kontrastverbesserung im Falle der Anwendung des vorher erwähnten neutralen Filters als Standard dar. Die BCP kann auch als BCP =ΔB/ ΔRf ausgedrückt werden, wenn das Helligkeitsreduzierungsverhältnis als ΔB und das Reduzierungsverhältnis des Außenlichtreflexionsvermögens mit ΔRF bezeichnet wird.
Weiterhin verändert sich, da der Neodymoxid enthaltende Filter das Hauptabsorptionsband im Wellenlängenbereich von 560 nm 615 nm und darüber hinaus das Hauptabsorptionsband den steilen Bereich mit einer Breite von 5 nm 10 nm im Wellenlängenbereich 560 nm 570 nm aufweist, die Farbe der Glasplatte und der Frontplatte (als sogenannte Deckfarbe bezeichnet) infolge des von außen einfallenden Lichtes. Insbesondere wird die Körperfarbe unter dem von außen einfallenden Licht von Glühlampen rot. Im Ergebnis dessen nehmen die Teile der Bilder mit geringer Helligkeit, wie zum Beispiel die schwarze Farbe und Schatten, einen rötlichen Ton an und damit verschlechtert sich die Qualität der Bilder.
Darüber hinaus erhöhen sich die Kosten des Filters wegen der hohen Kosten von Neodym.
Die Kathodenstrahlröhre hat auf Grund der Glasfrontplatte ein anderes Problem. Da der Oberflächenwiderstand der Frontplatte hoch ist, bauen sich statische Ladungen, hervorgerufen durch den Elektronenstrahl, während des Betriebes der Röhre auf. Wegen des Aufbaus der statischen Ladungen werden Staub und Flocken in der Atmosphäre auf der äußeren Oberfläche der Frontplatte abgelagert. Auch erhält jemand, der die Frontplatte während des Betriebes der Röhre berührt, einen elektrischen Schlag.
Um die Probleme der statischen Aufladung zu lösen, ist vorgeschlagen worden, die äußere Oberfläche der Frontplatte mit einer antistatischen Schicht zu bedecken, die die statischen Ladungen, die sich während des Betriebes der Röhre aufgebaut haben, entladen kann. Im US-Patent Nr. 4,563,612, veröffentlicht am 7. Januar 1986 wird zum Beispiel offenbart, daß eine Kathodenstrahlröhre eine antistatische, blendungsverringernde, bildübertragende Schicht auf einer äußeren Sichtfläche eines Glassichtfensters aufweist. Die Beschichtung hat eine rauhe Oberfläche, um blendungsverringernde Kennwerte zu erzielen und sie ist im wesentlichen aus einem Silikatmaterial und einer Metallverbindung in den Anteilen zusammengesetzt, um die gewünschten antistatischen Kennwerte ohne wesentliche Verschlechterung der Bildtransmissionsfähigkeit der Beschichtung zu erzielen.
Weiterhin wird auch offenbart, daß die Zusammensetzung Pigmentteilchen und/oder Farbstoffe enthalten kann, um die Helligkeit bis zu etwa 50 % ihres Ausgangswertes zu verringern und/oder die Spektralverteilung des übertragenen Bildes zu verändern.
Die Beschichtung kann jedoch bei der praktischen Anwendung keine ausreichende antistatische Wirkung zeigen. Da das Silikatmaterial, aus dem sich die Beschichtung im wesentlichen zusammensetzt, keine Leitfähigkeit besitzt, ist der Widerstandswert der Beschichtung nicht ausreichend verringert, selbst wenn eine geringe Menge von Metallverbindungen in der Beschichtung enthalten ist. Weiterhin verschlechtern sich die Festigkeit und die optischen Kennwerte der Beschichtung, wenn die Menge der zugesetzten Verbindung erhöht wird.
Eine andere Kathodenstrahlröhre für die Lösung des Problems der statischen Aufladung wird in der japanischen Patent-Offenlegung Nr. 61-118946 offenbart. Eine äußere Oberfläche einer Frontplatte ist mit Doppelschichten bedeckt, die aus einer Antireflexionsschicht und aus einer auf der Antireflexionsschicht ausgebildeten antistatischen Schicht bestehen. Die Antireflexionsschicht besteht aus transparentem SiO&sub2; und hat eine rauhe Oberfläche, um den Kontrast der wiedergegebenen Bilder zu verbessern. Die antistatische Schicht ist auf der äußeren Oberfläche der Frontplatte durch Auf sprühen einer Lösung gebildet, die ein Alkoholat des Siliziums als Hauptbestandteil und einen Silanolrest enthält.
Da die antistatische Schicht durch den Silanolrest Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen kann, kann der Widerstandswert der Schicht wirksam verringert werden. Bei Verwendung der antistatischen Schicht wird jedoch der Silanolrest im Laufe der Zeit durch die fortschreitende Verglasung des Siliziums, das die Basis der Schicht bildet, verringert. Wegen der Verringerung des Silanolrestes steigt der Widerstandswert der Schicht mit der Abnahme der Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit. Im Ergebnis dessen verschlechtert sich die antistatische Wirkung. Die antistatische Schicht weist somit keine Stabilität der antistatischen Kennwerte auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kathodenstrahlröhre mit einer dünnen Schicht vor der Frontplatte zur Verfügung zu stellen, um die wiedergegebenen Bilder zu verbessern.
Die Erfindung sieht eine Kathodensstrahlröhre vor, welche einen Röhrenkolben mit einer Frontplatte mit einer inneren und äußeren Oberfläche und einen Seitenwandbereich, einen Hals und einen Kegel, welcher die Frontplatte mit dem Hals verbindet, eine Elektronenkanone, welche innerhalb des Halses zum Abstrahlen wenigstens eines Elektronenstrahls vorgesehen ist, einen Leuchtschirm, welcher auf der inneren Oberfläche der Frontplatte vorgesehene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe zum Ausstrahlen von rotem, grünem und blauem Licht durch Beschuß mit dem Elektronenstrahl enthält und auf oder vor der Frontplatte vorgesehene Lichtfiltermittel zum selektiven Übertragen von Licht aufweist. Die Lichtfiltermittel weisen wenigstens eine Lichtfiltersubstanz auf, die Pigment(e) und/oder Farbstoff(e) enthält und die innerhalb des Wellenlängenbereiches von 40 nm bis 650 nm eine Wellenlänge maximaler Absorption im Wellenlängenbereich 575 ± 20 nm hat und die die folgenden Beziehungen erfüllt:
Tmin ≤ T&sub5;&sub5;&sub0; ≤ T&sub5;&sub3;&sub0;
1 ≤ T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ 2
1 ≤ T&sub6;&sub3;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ 2 und
0,7 ≤ T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub6;&sub3;&sub0; ≤ 1,43
wobei T&sub4;&sub5;&sub0;, T&sub5;&sub3;&sub0;, T&sub5;&sub5;&sub0;, T&sub6;&sub3;&sub0; und Tmin die Transmissionsgrade für Licht der Wellenlängen 450nm, 530 nm, 550 nm, 630 nm bzw. die Wellenlänge maximaler Absorption darstellen.
Gemäß der Erfindung kann der Widerstandswert der antistatischen Schicht im Laufe der Zeit nicht ansteigen, da die dünne Schicht für das Verhindern der statischen Aufladung eine Stabilisierungssubstanz enthält. Somit kann eine stabile antistatische Schicht erhalten werden.
Eine nicht einschränkende theoretische Erklärung dient nur zur Erläuterung. Die antistatische Schicht, die unter Verwendung einer Lösung eines Siliziumalkolats gebildet ist, besteht aus einem SiO&sub2;-Film, der teilweise einen Silanolrest aufweist. Bei der bekannten antistatischen Schicht verursacht der Silanolrest eine Dehydrierungskondensation, die im Verlaufe der Zeit zur Reaktion kommt und somit verschwindet die Feuchtigkeitsabsorptionsfähigkeit auf Grund des Silanolrestes durch die Verglasung der Schicht.
Im Gegensatz dazu kann die vorher erwähnte Verglasung wirksam verhindert werden, da die antistatische Schicht, die das Lichtfiltermittel gemäß der Erfindung sein kann, eine Stabilisierungssubstanz enthalten kann. Es wird angenommen, daß die Stabilisierungssubstanz in einer solchen Weise vorhanden ist, daß sie die benachbarten Silanolreste abtrennt und somit die Reaktion der Silanolreste in der Schicht verhindert. Dadurch kann die Dehydrierungskondensations-Reaktion und damit das Ansteigen des Widerstandswertes in der Schicht im Laufe der Zeit verhindert werden.
Die Stabilisierungssubstanz, die als ein Lichtfilter wirken kann, ist vorzugsweise eine organische Substanz, die sich bei normaler Temperatur im Festzustand befindet, die in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel, wie zum Beispiel Alkohol, gelöst werden kann und die ein Molekulargewicht von 100 bis 5000 aufweist. So können zum Beispiel ein oder mehrere Farbstoffe, wie Farbstoffe aus der Anthrachinonfarbstoffgruppe, die sich aus Anthrachinon und seinen Derivaten zusammensetzen, die Gruppe der Azofarbsstoffe und Karboniumfarbstoffe, verwendet werden. Andere Farbstoffe, wie Xanthenfarbstoffe und Phthaleinfarbstoffe, die Sulphorhodamin B (Farbindex 45100) und Rhodamin B (Farbindex 45170), Kayanol-rot 6BW (Säureviolett 97) als auch Kayaset-blau K-FL (Lösungsblau 70) einschließen, können als Lichtfiltersubstanz verwendet werden. Die Farbstoffe von Sulforhodamin B, Rhodamin B, Kayanol-rot 6BW und Kayaset-blau K-FL werden von der Nippon Kayaku Co. Ltd. auf dem Markt vertrieben.
Die Menge der Lichtfiltersubstanz in der Schicht kann in Abhängigkeit vom Molekulargewicht und vom spezifischen Gewicht der Substanz festgelegt werden. Die Menge der Substanz beträgt vorzugsweise zwischen 0,01 und 75 Gewichtsprozenten. Wenn die Menge geringer ist, kann eine Verhinderung der Verschlechterung der antistatischen Eigenschaften nicht erwartet werden. Auch wenn die Menge größer ist, werden der Transmissionsgrad und die Adhäsion der Schicht für den praktischen Gebrauch verringert.
Die antistatische Schicht der vorliegenden Erfindung kann Metallsalze als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel enthalten, wie zum Beispiel Li, Na, Ba, Sr und Ca.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ermittelt, daß die antistatische Schicht, die eine geringe Menge von einzelnen Farbstoffen enthält, als ein Lichtfilter mit ausgezeichneten Lichtfilterkennwerten für die Verbesserung des Kontrastes der wiedergegebenen Bilder der Kathodenstrahlröhre wirkt. Die Erfinder haben nämlich einen neuen Lichtfilter, basierend auf einem innovativen Konzept, entwickelt. Der Filter berücksichtigt das Strahlungsspektrum des Lichtes, das vom Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre ausgestrahlt wird und die spektralen Lichtleistungskennwerte und haben die Lichtabsorptionskennwerte für die Kathodenstrahlröhre beträchtlich verbessert, wenn nicht sogar optimiert.
Der Grund dafür, warum Glasplatten , die Nd&sub2;O&sub3; enthalten und die Helligkeits-Kontrastleistungen (BCP) wie 1 ≤ BCP ≤ 1,05 aufweisen, trotz des selektiven Absorptionsfilters nur eine leichte Kontrastverbesserung erzielen, wurde ermittelt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist hatte die Glasplatte als Lichtfilter einen hohen Transmissionsgrad nahe der Wellenlänge von 550 nm, wo die spektralen Lichtleistungskennwerte am höchsten sind. Nahe der Strahlungsspitze des grünen Lichtes bei einer Wellenlänge von 530 nm, war jedoch der Transmissionsgrad geringer.
Schließlich optimierten die Erfinder den Lichtfilter für die Kathodenstrahlröhre durch Anpassen des Transmissionsgrades jeder charakteristischen Wellenlänge hinsichtlich ihrer Beziehung zwischen den Strahlungsspektrumskennwerten des Leuchtschirmes der Kathodenstrahlröhre und den spektralen Lichtleistungskennwerten.
Der erfindungsgemäße Lichtfilter hat vorzugsweise eine Wellenlänge der maximalen Absorption im Bereich 575 ± 20 nm innerhalb des Wellenlängenbereiches von 400 nm bis 650 nm und er kann den folgenden Gleichungen (1) bis (4) entsprechen:
Tmin ≤ T&sub5;&sub5;&sub0; ≤ T&sub5;&sub3;&sub0; ... (1)
1 ≤ T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ 2 ... (2)
1 ≤ T&sub6;&sub3;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ 2 ... (3)
0,7 ≤ T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub6;&sub3;&sub0; ≤ 1,43 ... (4)
In den Gleichungen stellen T&sub4;&sub5;&sub0;, T&sub5;&sub3;&sub0;, T&sub5;&sub5;&sub0;, T&sub6;&sub3;&sub0; und Tmin die Transmissionsgrade für Licht der Wellenlängen 450 nm, 530 nm, 550 nm, 630 nm bzw. der Wellenlänge der maximalen Absorption dar.
Die nachfolgenden Ausführungen sind eine nichteinschränkende Erläuterung der Wirkung der Lichtfilterschicht, die in der Kathodenstrahlröhre der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In Fig. 2 sind die Emissionsspektren der typischen Leuchtstoffe für das Ausstrahlen von Blau (ZNS: Ag, Cl Leuchtstoff), Grün (ZnS: Cu, Al Leuchtstoff) und Rot (Y&sub2;O&sub2;S EU³&spplus; Leuchtstoff, die im Leuchtschirm der Kathodenstrahröhre verwendet werden, gezeigt. Fig. 3 zeigt ebenfalls die Spektralverteilung (a), die spektrale Hellempfindlichkeitskurve (b) und das Produkt der Spektralverteilung und der Hellempfindlichkeitskurve (C), wenn das Licht einer Leuchtstofflampe als von außen einfallendes Licht verwendet wird. Wie aus den Diagrammen ersichtlich ist, kann das von außen einfallende Licht am wirksamsten nahe der Spitze der Kurve (c) absorbiert werden, nämlich Licht der Wellenlänge 575 ± 20 nm. Gleichzeitig müssen jedoch alle Anstrengungen unternommen werden, um eine Verringerung der Helligkeit zu vermeiden. Somit weisen die Kennwerte der Lichtfilterschicht einen maximalen Transmissionsgrad auf, oder, mit anderen Worten, eine maximale Absorptionswirkung für das von außen einfallende Licht, nahe 450 nm und 630 nm, wo die Helligkeit am geringsten und die Emissionsenergie groß ist. Der minimale Transmissionsgrad liegt nahe 575 nm, wo die Emissionsenergie des Leuchtstoffes gering ist und ein Zwischen-Transmissionsgrad liegt nahe 530 nm, wo die Emissionsenergie des grünen Leuchtstoffes einen Spitzenwert aufweist. Weiterhin ist der Transmissionsgrad der Filterschicht zwischen 530 nm und 575 nm kleiner als der Transmissionsgrad bei 530 nm, da die Energie des von außen einfallenden Lichtes nahe 550 nm größer ist, als die Energie des von außen einfallenden Lichtes bei 530 nm und die Emissionsenergie des grünen Leuchtstoffes gering ist. Das bedeutet, wenn die Filterkennwerte so angenommen werden, daß sie Tmin ≤ T&sub5;&sub5;&sub0; ≤ T&sub5;&sub3;&sub0;, und T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ T&sub6;&sub3;&sub0; entsprechen, kann der maximale Wirkungsgrad für die Kontrastverbesserung erreicht werden.
Bezüglich der Deckfarbe der Lichtfilterschicht gibt es Fälle, in denen sie einen leicht rötlichen Ton annimmt, wenn eine Glühlampe als das von außen einfallende Licht verwendet wird. Die Deckfarbe kann jedoch korrigiert werden. Fig. 4 zeigt die Spektralverteilung (d), die spektrale Hellempfindlichkeitskurve (e) und das Produkt der Spektralverteilung und der spektralen Hellimpfindlichkeitskurve (f) für den Fall, daß das von außen einfallende Licht von einer Glühlampe stammt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist die Emissionsenergie des Lichtes umso größer, je länger die Wellenlänge des Lichtes ist. Somit kann die Deckfarbe korrigiert werden, indem man den Transmissionsgrad der Filterschicht im Bereich 650 nm 700 nm, in dem der rötliche Ton kräftiger ist, kleiner wählt, als den Transmissionsgrad nahe 630 nm, wo die Emissionsenergie des roten Leuchtstoffes einen Spitzenwert erreicht.
Genauer gesagt, könnte die Deckfarbe der Frontplatte durch ein solches Einstellen der Kennwerte der erfindungsgemäßen Filterschicht so korrigiert werden, daß sie den folgenden Gleichungen (5) bis (7) entsprechen, :
T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; = 1 2 (5)
T&sub6;&sub3;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; = l 2 (6)
T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub6;&sub3;&sub0; = 0,7 1,43 (7)
Bei den vorher angeführten Beziehungen zeigte die Deckfarbe einen kräftigen bläulichen Ton, wenn der Wert der Gleichung (5) 2 überschritt oder der Wert der Gleichung (7) 1,43 überschritt. Wenn der Wert der Gleichung (6) 2 überschritt oder der Wert der Gleichung (7) unter 0,7 abf iel, zeigte die Deckfarbe einen kräftigen rötlichen Ton, was nicht praktisch war. Weiterhin war zu verzeichnen, daß, wenn die Werte der Gleichungen (5) und (6) unter 1 abfielen, der Filter nicht praktisch war, da die Kontrastverbesserung reduziert und der BCP-Wert (Helligkeits-Kontrast-Leistung) klein war.
Der erfindungsgemäße Lichtfilter kann Xanthenfarbstoff(e) und/- oder Phthaleinfarbstoff(e) enthalten, einschließlich Sulphorhodamin B (Farbindex 45100) bzw. Rhodamin B (Farbindex 45170 der folgenden Formel sowie Kayanol-rot 68W (Säureviolett 97) enthalten, um die vorher genannten Filtereigenschaften zu erreichen. (Formel für Sulphorhodamin B) (Formel für Rhodamin B)
Um die vorher erwähnte Deckfarbe zu korrigieren, enthält der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise anderen Farbstoff oder Farbstoffe zusätzlich zu dem vorher erwähnten Farbsstoff oder Farbstoffen, wie Kayaset-blau K-FL (Lösungsmittel-Blau 70), auf dem Markt vertrieben von Nippon Kayaku Co., Ltd., die eine Wellenlänge der maximalen Absorption bei 675 nm und nahe den Infrarot-Agensien eines Typs, die eine Absorption nahe Infrarot aufweisen, zum Beispiel eine Wellenlänge der maximalen Absorption bei 675 nm und einem Ende der Lichtabsorption, die sich bis zum Wellenlängenbereich von 650 nm bis 700 nm erstreckt.
Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise 2,0 bis 0,02 g Farbsstoff(e), um der Basisabhängigkeit zu genügen, die durch die Gleichungen (1) bis (4) aufgezeigt ist.
Darüber hinaus können nicht nur Farbstoffe, sondern auch Pigmente, insbesondere organische Pigmente, im Filter verwendet werden.
In der Farb-Kathodenstrahlröhre der Erfindung können ein BCP- Wert (Helligkeits-Kontrast-Leistung) des Lichtfilters, erhöht auf 1,05 1,50, variiert gemäß dem Strahlungsspektrum des Leuchtschirmes und der Konzentration des Filtermaterials, zum Beispiel Farbstoff, und somit ausgezeichnete Kontrastkennwerte erreicht werden.
Die Lichtfilterschicht der vorliegenden Erfindung kann gebildet werden, indem eine Lösung, in geeigneter Weise durch Mischen geeigneter Farbstoffe und Pigmente mit den ausgewählten, vorher erwähnten Transmissionsgraden in einer Alkohol lösung, die Äthylsilikat als Hauptbestandteil enthält, vorbereitet, direkt mit Hilfe geeigneter Mittel auf die Frontplatte der Kathodenstrahlröhre aufgetragen wird, wie zum Beispiel durch Schleuderbeschichtung oder durch Sprühverfahren. Weiterhin kann die Lichtfilterschicht erhalten werden, indem man eine Filterplatte herstellt, die aus einer transparenten Grundplatte, zum Beispiel aus Acrylharz(en), Farbstoff(en) und/oder Pigment(en), die in der Platte enthalten sind, besteht. Die Filterplatte kann an der Frontplatte befestigt werden. Weiterhin kann im Falle von Telepaneel-Kathodenstrahlröhren die Filterschicht durch Mischen des Farbstoffes oder der Farbstoffe in das Klebeharz oder in die Klebeharze, die für das Kleben des Telepaneels, das als eine Farbe an der Frontplatte wirkt, gebildet werden.
Um die Erfindung leichter verstehen zu können, werden nun Ausführungen von ihr lediglich durch ein Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen bedeuten:
Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Transmissionsgradkurve und eine Hellempfindlichkeitskurve eines konventionellen Lichtfilters, der Neodymoxid enthält, zusammen mit den in Fig. 2 gezeigten Spektralkennwerten von grünem Leuchtstoff, zeigt,
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Emissionsspektren von typischen blauen, grtinen und roten Leuchtstoffen zeigt, die für den Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre verwendet werden,
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Spektralkennwerte, eine Hellempfindlichkeitskurve und das Produkt der Spektralkennwerte und der Hellempfindlichkeitskurve für eine typische Leuchtstofflampe zeigt,
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Spektralkennwerte, eine Hellempfindlichkeitskurve und das Produkt der Spektralkennwerte und der Hellempfindlichkeitskurve für eine typische Glühlampe zeigt,
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer Kathodenstrahlröhre gemäß einer Ausführung der Erfindung,
Fig. 6 ist ein vergrößertes Diagramm, das einen Teil der Molekularstruktur einer in Fig. 5 gezeigten antistatischen Schicht zeigt,
Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Transmissionsgradkurve einer Lichtfilterschicht gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung zeigt, und
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Transmissionsgradkurve einer Lichtfilterschicht gemäß der anderen Ausführung der Erfindung zeigt.
Die bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In Fig. 5 schließt eine Kathodenstrahlröhre 1 einen hermetischen und aus Glas hergestellten Röhrenkolben 2 ein. Der Röhrenkolben 2 hat einen Hals 3 und einen Kegel 4 als Fortsetzung des Halses 3. Der Röhrenkolben weist weiterhin eine Frontplatte 5 auf, die gegenüber dem Kegel 4 durch eine Glasmasse abgedichtet ist. Ein Metallzugband 6 zur Verhinderung einer Explosion ist um den äußeren Umfang eines Seitenwandbereiches 7 der Frontplatte 5 gewunden. Eine Elektronenkanone 8, die drei Elektronenstrahlen abstrahlt, ist im Hals 3 vorgesehen. Auf der Innenfläche der Frontplatte 5 ist ein Leuchtschirm 9 vorgesehen, der aus einer Anzahl von Leuchtstoffstreifen zum Austrahlen von rotem, grünem und blauem Licht und aus Lichtabsorptionsstreifen zwischen den Leuchtstoffstreifen besteht. Eine Lochmaske (nicht gezeigt) mit einer Mehrzahl von Löchern zum Beschuß der Leuchtstoffstreifen mit den Elektronenstrahlen ist neben dem Leuchtschirm 9 angeordnet. Ein Ablenkjoch (nicht gezeigt) ist an der Außenseite des Kegels 4 befestigt, um die Elektronenstrahlen zwecks Abtasten des Leuchtschirmes 9 abzulenken.
Die Außenfläche der Frontplatte 5 ist mit einer antistatischen Schicht 10 bedeckt, um den Oberflächenwiderstand der Frontplatte 5 zu verringern. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, enthält die antistatische Lichtfilterschicht 10 Stabilisierungssubstanzen 11, die aus Methylviolett zusammengesetzt sind und die Silanolradikale trennen. Obwohl in Fig. 6 die antistatische Schicht 10 als zweidimensionale Struktur gezeigt ist, ist die tatsächliche antistatische Lichtfilterschicht dreidimensional.
Da die antistatische Lichtfilterschicht 10, die Stabilisierungssubstanzen 11 enthält, die Silanolradikalen trennt, stieg der Widerstandswert der Schicht 10 im Laufe der Zeit nicht an und die Schicht 10 konnte stabile antistatische Kennwerte aufrechterhalten. Weiterhin wurde, da die Schicht 10, die Methylviolett als lichtfilternde Stabilisierungssubstanzen enthält, das Außenlichtreflexionsvermögen um 20% verringert und der Kontrast wurde ebenfalls verbessert.
Die antistatische, lichtfilternde Schicht 10 war natürlich mit dem Metallband 6 elektrisch verbunden, um die statischen Ladungen, die sich auf der Frontplatte ansammeln würden, wirksam zu entladen.
Die antistatische Schicht wurde wie folgt gebildet:

Ausführung 1

Es wurde eine Beschichtungslösung in der folgenden Zusammensetzung vorbereitet:
Äthylsilikat 7 Gewichtsprozente
Salzsäure 3 Gewichtsprozente
Methylviolett 0, 2 Gewichtsprozente
Wasser 2 Gewichtsprozente
Isopropylalkohol Restprozente
Die Lösung wurde auf die Außenfläche der Frontplatte der zusammengesetzten Kathodenstrahlröhre durch Schleuderbeschichtung aufgebracht. Nach dem Beschichten wurde die antistatische Schicht durch Trocknen gebildet.
Der Widerstand der Schicht betrug nach Messung 5x10&sup9; Ωcm. Eine Hitzebeständigkeitsprüfung wurde durchgeführt, indem man die Elektrodenstrahlröhre mit der antistatischen Schicht über 500 Stunden einer Temperatur von 80ºC aussetzte, um die Stabilität der antistatischen Schicht im Verlaufe der Zeit zu bewerten. Im Ergebnis der Prüfung stieg der Widerstandswert auf nicht mehr als 5x10¹&sup0; Ωcm und die antistatische Schicht erhielt zufriedenstellende antistatische Kennwerte aufrecht.
Andererseits zersetzte sich nach der vorher erwähnten Hitzebeständigkeitsprüfung eine antistatische Schicht, die die Stabilisierungssubstanz nicht enthielt. Das war von einem Anwachsen des Widerstandes von 5x10&sup9; Ωcm auf 1x10¹³ Ωcm begleitet.

Ausführung 2

Eine antistatische Schicht gemäß einer anderen Ausführung enthielt zusätzlich zu dem Violett-Farbstoff als Stabilisierungssubstanz Lithiumchlorid als ein Feuchtigkeitsabsorptionsmittel.
Es wurde eine Beschichtungslösung mit der folgenden Zusammensetzung vorbereitet.
Äthylsilikat 7 Gewichtsprozente
Salzsäure 3 Gewichtsprozente
Lithiumchlrorid 1 Gewichtsprozent
Violett-Farbstoff 0, 2 Gewichtsprozente
Wasser 2 Gewichtsprozente
Isopropylalkohol Restprozente
Die Lösung wurde durch Schleuderbeschichtung auf die äußere Oberfläche der Frontplatte der zusammengesetzten Kathodenstrahlröhre aufgebracht. Nach dem Beschichten wurde die antistatische Schicht durch Trocknen gebildet.
Der Widerstandswert der Schicht betrug nach Messung 1x10&sup8; Ωcm. Wie vorher erwähnt wurde, wurde eine Hitzebeständigkeitsprüfung unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Nach der Prüfung stieg der Widerstandswert auf nicht mehr als 1x10&sup9; Ωcm und dieses Ergebenis zeigt, daß die antistatische Schicht zufriedenstellende antistatische Kennwerte aufrechterhielt.

Ausführung 3

Eine antistatische Schicht gemäß einer noch anderen Ausführung enthielt Saccharin mit einem Molekulargewicht von 183 als Stabilisierungssubstanz.
Eine Beschichtungslösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde vorbereitet.
Äthylsilikat 7 Gewichtsprozente
Salzsäure 3 Gewichtsprozente
Saccharin 0,2 Gewichtsprozente
Wasser 2 Gewichtsprozente
Isopropylalkohol Restprozente
Die Lösung wurde durch Schleuderbeschichtung auf die äußere Oberfläche der zusammengesetzten Kathodenstrahlröhre aufgebracht. Nach dem Beschichten wurde die antistatische Schicht, die die Stabilisierungssubstanz Saccharin enthält, durch Trocknen gebildet.
Der Widerstandswert der Schicht betrug nach Messung 5x10&sup9; Ωcm. Eine Hitzebeständigkeitsprüfung wurde unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, die vorher erwähnt wurden. Nach der Prüfung stieg der Widerstandswert auf nicht mehr als 5x10¹&sup0; Ωcm an. Dieses Ergeebnis bedeutet, daß die antistatische Schicht eine ausgezeichnete Stabilität aufwies.
Gemäß weiteren Ausführungen der Erfindung wird nun eine antistatische Schicht erläutert, die nicht nur antistatische, sondern auch lichtfilternde Eigenschaften besitzt. Mit anderen Worten ist die antistatische Schicht deswegen eine lichtfilternde Schicht mit antistatischen Kennwerten, weil sie eine Filtersubstanz aus speziellem(n) Farbstoff(en) enthält, die als Stabilisierungssubstanz für die Aufrechterhaltung der antistatischen Kennwerte wirkt.

Ausführung 4

Es wurde eine Beschichtungslösung in der folgenden Zusammensetzung vorbereitet.
Äthylsilikat (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sup4;) 7 g
Salzsäure (HCl) 3 g
Wasser 2g
Sulphorhodamin B 0,02 4,0 g
Isopropylalkohol Rest
Die Lösung wurde nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre durch Schleuderbeschichtung auf die äußere Oberfläche der Frontplatte mit der Größe von 25 Zoll aufgebracht. Nach dem Beschichten wurde durch Trocknen eine lichtfilternde Schicht gebildet, die die lichtfilternde Substanz als Stabilisierungssubstanz für die Aufrechterhaltung der antistatischen Kennwerte enthielt. Im Falle der vorliegenden Ausführung betrug die Menge von Sulphorhodamin B in der Filterschicht 4,0 g, 2,0 g, 1,5 g, 1,0 g, 0,5 g, 0,3 g, 0,1 g, 0,05 g und 0,02 g. Die Transmissionsgradkurven der lichtfilternden Schicht, die 4,0 g, 2,0 g, 1,0 g, 0,5 g und 0,3 g Sulphorhodamin B enthielt, sind in den Kurven (A), (B), (C), (D) bzw. (E) in Fig. 7 gezeigt.
In Tabelle 1 sind die Bewertungen von wiedergegebenen Bildern, die von Kathodenstrahlröhren mit den lichtfilternden Schichten und Ergebnissen der Wärmewiderstandsprüfung, ausgeführt unter den gleichen Bedingungen, wie sie vorher angeführt sind, erhalten wurden, dargestellt. Zum Vergleich wurde eine 25-Zoll-Kathodenstrahlröhre mit einer Glasplattte, die Nd&sub2;O&sub3; als Lichtfilter enthielt, bewertet. In Tabelle 1 wurde die Deckfarbe in der Hinsicht bewertet, ob die Bilder aus der Sicht des Menschen als natürliches Schwarz, ohne Tönung des Schwarzen durch eine andere Farbe, erkannt wurden, wenn durch diese Farb-Kathodenstrahlröhren schwarze Bilder wiedergegeben wurden. In der Praxis wurde ein Schwarz-Muster von 50 x 50 mm in der Mitte des Leuchtschirmes wiedergegeben und der Umfang des Musters wurde weiß gestaltet. Der Farbton des Schwarzmusters (rötlich, bläulich, grün, usw.) wurde eingeschätzt, während die Frontplatte unter einem Winkel von 45º in Bezug auf die äußere Oberfläche der Frontplatte mit einer Glühlampe beleuchtet wurde, so daß die Beleuchtung auf der äußeren Oberfläche der Frontplatte 500 Lux betrug. Die Bewertungsstandards sind folgendermaßen spezifiziert: Erkennung als natürliches Schwarz ohne Tönung durch eine andere Farbe wurde mit gekennzeichnet, eine leichte Färbung, aber kaum ein Problem darstellend, wurde mit gekennzeichnet, eine ziemlich kräftige Färbung wurde mit Δ gekennzeichnet und eine solch kräftige Färbung, das das Muster kein Schwarzmuster mehr war, wurde mit x gekennzeichnet. Tabelle 1 Menge von Sulpha-Rodamin B(g) Widerstanswert nach Hitzebeständig keitsprüfung (Ωcm) Deckfarbe x(rot) Glasfilter der Nd&sub2;O&sub3; enthält
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich wurden BCP(Helligkeits- Kontrast-Leistung) und der Kontrast verbessert, wenn die Menge des Farbstoffes erhöht wurde. Die Deckfarbe wurde jedoch stufenweise kräftiger getönt. Wenn die Menge des Farbstoffes 4,0 g betrug, waren T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; und T&sub6;&sub3;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; 3,57 bzw. überschritten 2 und es konnte keine praktische Nutzung erfolgen. Im Zusammenhang mit der Deckfarbe konnte der Farbstoff bis zu 39 enthalten sein. In diesen Fällen waren T&sub4;&sub5;&sub0;/&sub5;&sub3;&sub0; und &sub6;&sub3;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; 1,9 2,0. Auch die BCP (Helligkeits-Kontrast-Leistung) war in diesen Fällen 1,47 und es wurde eine starke Verbesserung im Kontrast beobachtet.
Wie weiterhin aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde der Kontrast verbessert, wenn die Menge des Farbstoffes zwischen 0,3 und 4,0 g lag und die antistatischen Kennwerte der Filterschicht wurden stabilisiert, wenn die Menge des Farbstoffes zwischen 0,02 g und 1,5 g betrug. Weiterhin wurde, wenn die Menge zwischen 0,3 g und 1,5 g lag, eine Filterschicht erhalten, bei der keine Probleme hinsichtlich der Deckf arbe, des verbesserten Kontrastes und stabiler antistatischer Kennwerte vorhanden waren.

Ausführung 5

Die Filterschicht dieser Ausführung enthielt ferner 1 Gewichtsprozent LiCl als Feuchtigkeitsabsorptionsmittel zur Verbesserung der antistatischen Kennwerte im Vergleich zur Filterschicht der Ausführung 4.
Tabelle 2 zeigt die Hitzebeständigkeitsprüfungs-Ergebnisse, bei Durchführung der Prüfung unter den gleichen Bedingungen wie vorher erwähnt. Tabelle 2 Menge von Sulpho-Rhodamin B (g) Widerstandswert nach Hitzebeständigkeitsprüfung (Ωcm)
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wies die Filterschicht stabilisierte antistatische Kennwerte auf.

Ausführung 6

Die lichtfilternde Schicht dieser Ausführung enthielt ferner den Farbstoff Kayaset blau K-FL mit einer Wellenlänge maximaler Absorption nahe 675 nm zur Korrektur der Deckfarbe. Die Filterschichten waren die gleichen wie die Filterschichten, die 4,0 g, 2,0 g und 1,0 g Sulphorhodamin B aufwiesen und die Farbtönungen von Ausführung 5 hatten, mit der Ausnahme, daß die Filterschichten von Ausführung 6 0,2 g von Kayaset blau K-FL enthielten. Die Transmissionsgradkurven der Filterschicht sind als Kurven (F), (G) und (H) in Fig. 8 gezeigt. Tabelle 3 zeigt die Bewertungsergebnisse für Kathodenstrahlröhren mit diesen Filterschichten der Ausführung. Tabelle 3 Menge von Sulpho-Rhodamin B (g) Menge von Kayaset blau K-FL (g) BCP(Helligkeits-Kontrast-Leistung Deckfarbe
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, war die BCP (Helligkeits-Kontrast-Leistung) etwas geringer als die der Ausführung 5, weil der Transmissionsgrad nahe 630 nm, was der Emissionsenergie des roten Leuchtstoffes entsprach, etwas reduziert war. Die Deckfarbe wies jedoch eine klare Verbesserung auf, so daß diese Filterschichten praktisch verwendet werden konnten.

Ausführung 7

Es wurden Filterplatten aus Akrylharzen durch Mischen der gleichen Menge von Sulphorhodamin B in die Akrylharze, wie in Ausführung 5, hergestellt. Die Filterplatten wurden jeweils an der äußeren Oberfläche der Frontplatte befestigt. Diese Kathodenstrahlröhren mit den Filterplatten wiesen die gleichen Transmissionsgradkurven auf, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Es wurden auch die gleichen Ergebnisse wie in Ausführung 5 erhalten. Die Filterplatten wiesen keine antistatischen Eigenschaften auf.

Claims

1. Kathodenstrahlröhre (1), welche einen Röhrenkolben (2) mit einer Frontplatte (5) mit einer inneren und einer äußeren Oberf läche und einem Seitenwandbereich (7), einen Hals (3) und einen Kegel (4), welcher die Frontplatte mit dem Hals verbindet, eine Elektronenkanone (8), welche innerhalb des Halses zum Abstrahlen wenigstens eines Elektronenstrahls vorgesehen ist, einen Leuchtschirm (9), welcher auf der inneren Oberfläche der Frontplatte vorgesehene rote, grüne und blaue Leuchtstoffe zum Ausstrahlen von rotem, grünem und blauem Licht durch Beschuß mit dem Elektronenstrahl enthält, und auf oder vor der Frontplatte vorgesehene Lichtf iltermittel zum selektiven Übertragen von Licht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfiltermittel wenigstens eine Lichtfiltersubstanz aufweisen, die Pigment(e) und/oder Farbstoff(e) enthält und die innerhalb des Wellenlängenbereichs von 400 nm bis 650 nm eine Wellenlänge maximaler Absorption im Wellenlängenbereich 575 ± 20 nm hat und die die folgenden Beziehungen erfüllt:

Tmin ≤ T&sub5;&sub5;&sub0; ≤ T&sub5;&sub3;&sub0;,

l ≤ T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ 2,

l ≤ T&sub6;&sub3;&sub0;/T&sub5;&sub3;&sub0; ≤ 2,

0,7 ≤ T&sub4;&sub5;&sub0;/T&sub6;&sub3;&sub0; ≤ 1,43,

wobei T&sub4;&sub3;&sub0;, T&sub5;&sub3;&sub0;, T&sub5;&sub3;&sub0;, T&sub6;&sub3;&sub0; bzw. Tmin die Transmissionsgrade für Licht der Wellenlängen 450 nm, 530 nm, 550 nm, 630 nm bzw. die Wellenlänge maximaler Absorption darstellen.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei die Lichtfiltermittel die Beziehung

T650 700 < T&sub6;&sub3;&sub0; erfüllen, wobei T650 700 den Transmissionsgrad für Licht der Wellenlänge maximaler Absorption im Wellenlängenbereich von 650 nm bis 700 nm darstellt.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Filtermittel einen transparenten Träger und eine Filterschicht aufweist, die den Träger bedeckt und die aus einer Lösung, welche Siliziumalkoholat als Hauptbestandteil und wenigstens eine lichtfilternde Substanz enthält, die in einer Konzentration vorhanden ist, um wirksam Licht zu filtern, abgeleitet ist.

4. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtermittel einen Träger aufweisen, der die Frontplatte ist.

5. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Filtermittel einen Träger aufweisen, der eine vor der Frontplatte vorgesehene Platte ist.

6. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Filtermittel einen Träger aufweisen, der eine haftende Harzschicht ist, die wenigstens eine lichtfilternde Substanz in einer Konzentration enthält, um wirksam Licht zu filtern, und die auf der äußeren Oberfläche der Frontplatte vorgesehen ist.

7. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtfiltermittel antistatische Eigenschaften haben.

8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 7, wobei die lichtfilternde Substanz wenigstens eine aus den folgenden aufweist: Gruppe der Anthrachinonfarbstoffe, die sich aus Anthrachinon oder seinen Derivaten zusammensetzt, Gruppe der Azofarbstoffe, Karboniumfarbstoffe, Xanthenfarbstoffe und Phthaleinfarbstoffe.

9. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 8, wobei die lichtfilternde Substanz einen oder mehrere Xanthenfarbstoffe aufweist.

10. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 8, wobei die lichtfilternde Substanz eine oder mehrere von Rhodamin B, Sulphorhodamin B, Kayanol-rot, Säureviolett, Methylviolett, Violett-Farbstoff und Kayaset-blau K-FL aufweist.

11. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 10, wobei die lichtfilternde Substanz sowohl Sulphorodamin B als auch Kayaset-blau K-FL aufweist.