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Diese Erfindung betrifft eine Farbbildröhre mit einem
verbesserten Leuchtschirm.
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In den letzten Jahr hat eine Farbbildröhre mit der Bezeichnung
"Farbbildröhre des Dunkelmatrixtyps" weite Anwendung gefunden,
bei der lichtabsorbierende Schichten eine Schutzbandzone
zwischen einen Leuchtschirm bildenden Leuchtstoffpunkten füllen.
Bei dieser Farbbildröhre ist eine lichtabsorbierende Schicht
12 in einer vorgegebenen Zone einer Frontscheibe 11, wie in
den Fig. 2 bis 4 dargestellt, ausgebildet. Leuchtschichten 14
sind in Lochzonen 13 ausgebildet, welche durch die
lichtabsorbierende Schicht 12 unterteilt sind. Wie aus der Fig. 4
ersichtlich ist, sind die Leuchtschichten 14 nicht nur in den
Lochzonen 13 vorgesehen, sondern überlappen auch die
lichtabsorbierenden Schichten 12.
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Da die Leuchtschichten 14 die lichtabsorbierenden Schichten 12
teilweise überlappen, wird das von einern Überlappungsabschnitt
14a der Leuchtschicht 14 ausgesendete Licht von der
lichtabsorbierenden Schicht 12 absorbiert, so daß es nicht an der
Anzeige beteiligt ist. Dies verhindert unvermeidlich eine
Verbesserung hinsichtlich der Helligkeit des Leuchtschirms.
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Zur Überwindung dieses Nachteils wird eine lichtabsorbierende
Schicht mit einem Lichtabsorptionsvermögen von 5 bis 40%
verwendet, wie sie beispielsweise in der japanischen
Patentanmeldung Nr. 52-74274 vorgeschlagen ist. Diese
lichtabsorbierende Schicht gestattet den Durchgang des vom
Überlappungsabschnitt der Leuchtschicht ausgesendeten Lichts, wodurch die
Helligkeit verbessert wird. Es trifft zu, dar die Helligkeit
des Leuchtschirms durch die das Licht durchlassende
lichtabsorbierende Schicht verbessert wird. Ist jedoch die
Lichtdurchlässigkeit
der lichtabsorbierenden Schicht zu hoch, so
ist auch die Reflexionskraft des Umgebungslichtes hoch,
wodurch der Kontrast unvermeidlich schwächer wird. Wird die
Lichtdurchlässigkeit niedrig eingestellt, um die
Reflexionskraft des Außenlichtes zu unterdrücken, ist es schwierig,
ausreichende Helligkeit zu erzielen.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Farbbildröhre bereitzustellen, mit der hohe Helligkeit ohne
Schwächung des Kontrastes erzielt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Farbbildröhre
bereitgestellt, welche ein Gehäuse mit einer Frontscheibe,
einen an der Innenfläche der Frontscheibe ausgebildeten
Leuchtschirm und eine im Gehäuse angeordnete Elektronenspritze
umfaßt, wobei der Leuchtschirm eine lichtabsorbierende Schicht
mit einer Vielzahl von Löchern enthält und Leuchtschichten so
in den Löchern ausgebildet sind, daß sie die
lichtabsorbierende Schicht teilweise überlappen, und wobei die
Lichtdurchlässigkeit T der lichtabsorbierenden Schicht, das Verhältnis a
der Fläche einer lichtaussendenden Zone in einem Abschnitt, in
dem die lichtabsorbierende Schicht die Leuchtschichten
überlappt, zur Fläche des Leuchtschirms, das Verhältnis b der
Fläche der lichtabsorbierenden Schicht zur Fläche des
Leuchtschirms, und das Verhältnis r der lichtaussendenden Zone in
den Löchern zur Fläche der Löcher dem folgenden
Vergleichsausdruck genügen: 1/T ≥ 1/2 {(rb/a) - [a/(1-b)r]}.
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Diese Erfindung wird anhand der nachstehenden detaillierten
Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen
erläutert; es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht einer Farbbildröhre gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 eine Draufsicht eines Streifentyp-Leuchtschirms der
Farbbildröhre gemäß Fig. 1;
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Fig. 3 eine Draufsicht eines Punkttyp-Leuchtschirms der
Farbbildröhre gemäß Fig. 1; und
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Fig. 4 eine Schnittansicht eines Streifentyp-Leuchtschirms
der Farbbildröhre gemäß Fig. 2.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
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Die Fig, 1 ist eine Schnittansicht einer Farbbildröhre gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus der
Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das aus Glas hergestellte
Gehäuse 1 aus einer Frontscheibe 2 und einem Trichter 3, die
integral miteinander verbunden sind. Eine Elektronenspritze 5,
die Elektronenstrahlen aussendet, ist in einem Hals 4 des
Trichters 3 angeordnet. Ein Leuchtschirm 6 ist auf der
Innenfläche der Scheibe 3 so ausgebildet, dar er der
Elektronenspritze 5 gegenüberliegt. Eine Schattenmaske 7 mit einer
Vielzahl von Durchbrüchen ist zwischen dem Leuchtschirm 6 und der
Elektronenspritze 5 so ausgebildet, daß Elektronenstrahlen von
der Elektronenspritze 5 die Durchbrüche passieren.
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Die Fig. 2 und 3 sind Draufsichten des Leuchtschirms des
Dunkelmatrixtyps der Farbbildröhre gemäß Fig. 1. Die Fig. 2
zeigt einen Streifentyp-Leuchtschirm. Die Fig. 4 ist eine
Schnittansicht des in der Fig. 2 oder der Fig. 3 dargestellten
Leuchtschirms.
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In den Fig. 2 bis 4 ist eine lichtabsorbierende Schicht 12
eines vorgegebenen Musters auf der Innenfläche einer Scheibe 2
ausgebildet, welche Bestandteil des Gehäuses der Farbbildröhre
bildet. Die Zonen, in denen keine lichtabsorbierende Schicht
12 ausgebildet ist, entsprechen streifen- oder punktförmigen
Löchern 13. Leuchtschichten 14 sind in den Löchern 13
ausgebildet, jedoch nicht nur dort, sondern auch auf Endabschnitten
der lichtabsorbierenden Schicht 12. Die Abschnitte, in denen
die Leuchtschichten 14 die lichtabsorbierende Schicht 12
überlappen, sind durch ein Bezugszeichen 14a gekennzeichnet. Die
llchtabsorbierende Schicht 12 kann aus Graphit hergestellt
sein.
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Bei dem obenbeschriebenen Leuchtschirm ist
Lichtdurchlässigkeit T der lichtabsorbierenden Schicht 12 so auf einen
vorgegebenen Wert eingestellt, daß bei Aussenden von
Elektronenstrahlen durch die Elektronenspritze 5 in Richtung des
Leuchtschirms 6 das von den überlappenden Abschnitten 14a
ausgesendete Licht die Scheibe 2 durchstrahlt.
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Die Erfinder erforschten die Beziehung zwischen der
Lichtdurchlässigkeit T der lichtabsorbierenden Schicht 12, der
Helligkeit und dem Kontrast. Als Resultat stellten sie fest,
daß die Kontrastminderung nicht nur durch die
Lichtdurchlässigkeit T der lichtabsorbierenden Schicht 12 bestimmt wird,
sondern auch durch die Beziehung zwischen der
Lichtdurchlässigkeit T, dem Verhältnis a der Fläche der lichtaussendenden
Zonen der überlappenden Abschnitte 14a zur Fläche des
Leuchtschirms und dem Verhältnis b der Fläche der
lichtabsorbierenden Schicht 12 zur Fläche des Leuchtschirms 6.
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Wenn die Lichtdurchlässigkeit der lichtabsorbierenden Schicht
12 Null beträgt, wie beim herkömmlichen Leuchtschirm, so
ergibt sich die Helligkeit B&sub0; aus nachstehender Gleichung (1)
in einem Fall, in dem die Löcher (13), wie in der Fig. 1
dargestellt, streifenförmig sind:
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B&sub0; = (1-b) r B&sub3; ... (1)
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wobei r das Verhältnis der Fläche der Löcher 13 zu der der
lichtaussendenden Zone der Leuchtschicht und B&sub3; die
durchschnittliche Helligkeit der drei Farben der Leuchtschicht 14
ist.
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Wenn andererseits die Lichtdurchlässigkeit der
lichtabsorbierenden Schicht T beträgt, so ergibt sich die Helligkeit BT des
Leuchtschirms aus der nachstehenden Gleichung (2) in einem
Fall, in dem die Löcher 13, wie in der Fig. 1 gezeigt,
streifenförmig sind:
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BT = (1-b) r B&sub3; + a T B&sub3; ... (2)
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Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich die folgende
Gleichung (3):
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BT/B&sub0; = 1 + aT/(1-b) r ... (3)
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In einem Fall mit punktförmigen Löchern 13 gilt in Gleichung
(3) r = 1.
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Bei der Lichtdurchlässigkeit 0 ergibt sich die Reflexionskraft
R&sub0; des Außenlichtes aus der folgenden Gleichung (4):
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R&sub0; = (1-b)R&sub3; ... (4)
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wobei R&sub3; die durchschnittliche Reflexionskraft der drei Farben
der Leuchtschicht 14 ist.
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Beträgt die Lichtdurchlässigkeit T, so ergibt sich die
Reflexionskraft des Umgebungslichtes RT aus der folgenden Gleichung
(5):
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RT = (1-b)R&sub3; + bR&sub3;T² ... (5)
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Aus den Gleichungen (4) und (5) erhält man die folgende
Gleichung (6):
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RT/R&sub0; = 1 + [b/(1-b)]T² ... (6)
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In den obigen Gleichungen (3) und (6) entspricht BT/B&sub0; der
zunehmenden Rate ΔB der Helligkeit, und RT/R&sub0; entspricht der
zunehmenden Rate ΔR der Reflexionskraft des Umgebungslichtes.
Der Kontrast nimmt zu, wenn die Raten ΔB und ΔR in folgender
Beziehung stehen.
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BCP = ΔB/ ΔR ≥ 1 ... (7)
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BCP (Brightness Contrast Performance (Helligkeitskontrastwert)
ist eine Meßgröße zur Bewertung der Kontrastverbesserung, d.h.
der Verbesserungsrate des Kontrasts. Ist der Wert von BCP
größer als 1, d.h. er erfüllt die Gleichung (7), ist der
Kontrast verbessert, in welchem Fall es wirksamer ist, die Rate
ΔB der Helligkeit zu erhöhen als die Lichtdurchlässigkeit der
Scheibe 2. Ist andererseits der Wert von BCP kleiner als 1,
ist eine Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit der Scheibe 2
wirksamer, um einen verbesserten Kontrast zu erzielen.
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Die folgende Gleichung (8) ist durch Einsetzen der Gleichungen
(3) und (6) in die Gleichung (7) abgeleitet.
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Aus der obigen Gleichung (8) erhält man die nachstehende
Gleichung (9). Um also die Gleichung (8) zu erfüllen, müssen die
obengenannten Flächenverhältnisse a, b und r auf solche Werte
eingestellt werden, die der Gleichung (9) genügen. Anders
ausgedrückt, nur in dem Fall, in dem die Gleichung (9) erfüllt
ist, kann die Helligkeit ohne Kontrastminderung verbessert
werden, wobei angenommen ist, daß die Lichtdurchlässigkeit T
beträgt.
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f(a,b,c) = 1/2[(rb/a) - a/(1-b)r] ≤ 1/T ... (9)
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Wenn die Löcher 13, wie in der Fig. 3 dargestellt, punktförmig
sind, so gilt r = 1 in der Gleichung (9).
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Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die
Lichtdurchlässigkeit T der lilchtabsorbierenden Schicht vorzugsweise im Bereich
zwischen 0,2 und 0,7. Ist die Lichtdurchlässigkeit kleiner als
0,2, so wird die Helligkeit im Vergleich zum herkömmlichen
Leuchtschirm verringert; ist sie größer als 0,7, so wird der
Kontrast verringert.
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Im folgenden werden Beispiele der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Beispiel 1
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Vorbereitet war eine Farbbildröhre der Größe 25 Zoll
(63,5 cm) , welche einen Leuchtschirm des Streifentyps umfaßt,
dessen lichtabsorbierende Schicht 12 die Lichtdurchlässigkeit
T von 0,5 aufweist. Bei der Röhre beträgt die horizontale
Teilung der Streifen 800 um, die vertikale Teilung ist
1150 um, die Länge der vertikalen Achse des Strahlflecks
beträgt 1050 um, die Löcher haben eine Breite von 180 um. Die
Länge der horizontalen Achse des Strahlflecks wurde geändert,
wodurch sich der Wert von "a" (das Verhältnis des
lichtaussendenden Abschnitts, in dem die lichtabsorbierende Schicht 12
die Leuchtschicht 14 überlappt, zur Fläche des Leuchtschirms)
ändert. Die Werte von a, b und r sind keine Durchschnittswerte
des gesamten Leuchtschirms, sondern die Werte eines Abschnitts
des Schirms. Die Werte von a, b und r sind so eingestellt, daß
die obige Gleichung (9) z.B. bezüglich des zentralen oder
eines peripheren Bereichs erfüllt ist.
Tabelle 1
Länge der horizontalen Achse des Strahlflecks
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Wie aus der Tabelle 1 offensichtlich ist, ist aufgrund der
Lichtdurchlässigkeit von 0,5 bei einer Länge der horizontalen
Achse des Strahlflecks von 180 um oder 200 um BCP kleiner als
1. In diesem Fall ist f(a,b,r) größer als 1/T, d.h. 2, was die
obigen Gleichungen (7) und (9) nicht erfüllt. Deshalb wird der
Kontrast nicht verbessert.
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Wenn andererseits die Länge der horizontalen Achse des
Strahlflecks 230 um oder 250 um beträgt, ist BCP größer als 1 und
f(a,b,r) kleiner als 2, so daß die obigen Gleichungen (7) und
(9) erfüllt sind. Im Resultat wird der Kontrast verbessert.
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Wenn wie oben beschrieben die Werte von a, b und r so
eingestellt sind, daß die Beziehung 1/2{(rb/a) - [a/(1-b)r]} ≤ 2
erfüllt ist, so werden sowohl der Kontrast als auch die
Helligkeit verbessert.
Beispiel 2
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Bei der gleichen Farbbildröhre, wie sie im Beispiel 1
verwendet wurde, wurde die Länge der horizontalen Achse des
Strahlflecks geändert, wodurch sich der Wert a hinsichtlich der
Fälle, in denen die Lichtdurchlässigkeit T 0,2, 0,3 und 0,7
beträgt, ändert. In jedem Fall wurden die Helligkeit und die
Reflexionskraft des Umgebungslichtes gemessen. Die Ergebnisse
sind in den Tabellen 2, 3 und 4 dargestellt.
Tabelle 2
Für einen Fall mit der Lichtdurchlässigkeit 0,2
Länge der horizontalen Achse des Strahlflecks
Tabelle 3
Für einen Fall mit der Lichtdurchlässigkeit 0,3
Länge der horizontalen Achse des Strahlflecks
Tabelle 4
Für einen Fall mit der Lichtdurchlässigkeit 0,7
Länge der horizontalen Achse des Strahlflecks
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Wie aus den Tabellen 2, 3 und 4 ersichtlich. ist, ist in einem
Fall mit f(a,b,r) ≤ 1/T der Wert von BCP 1 oder größer, was in
einem zufriedenstellenden Kontrast resultiert.
Beispiel 3
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Vorbereitet war eine Farbbildröhre der Größe 25 Zoll
(63,5 cm), welche einen Leuchtschirm des Streifentyps umfaßt,
dessen lichtabsorbierende Schicht 12 die Lichtdurchlässigkeit
T von 0,5 aufweist. Bei der Röhre beträgt die horizontale
Teilung der Streifen 800 um, die vertikale Teilung ist 1150 um,
die Länge der horizontalen Achse des Strahlflecks beträgt
210 um, die Löcher haben eine Breite von 180 um. Die Länge der
vertikalen Achse des Strahlflecks wurde geändert, wodurch sich
die Werte von a und r ändern. In jedem Fall wurden die
Helligkeit und die Reflexionskraft des Umgebungslichts gemessen. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Länge der vertikalen Achse des Strahlflecks
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Wie aus der Tabelle 5 zu ersehen ist, wurde ähnlich den
Ergebnissen aus den Beispielen 1 und 2 in einem Fall, in dem die
Bedingung f(a,b,r) ≤ 1/T erfüllt wurde, die Helligkeit
verbessert, ohne den Kontrast zu vermindern.
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Wie aus den obigen Beispielen 1 bis 3 offenkundig ist, kann
dann eine Farbbildröhre mit verbesserter Helligkeit und
verbessertem Kontrast erzielt werden, wenn die Werte a, b und r
so eingestellt sind, dar die Bedingung f(a,b,r) ≤ 1/T erfüllt
ist.
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Wenn der Wert von r auf 1 eingestellt ist, kann die
vorliegende Erfindung auf eine Farbbildröhre des Dunkelmatrixtyps mit
einem Leuchtschirm des Punkttyps oder auf eine Farbbildröhre
des Dunkelstreifentyps mit Gitter angewendet werden.
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Wie oben ausgeführt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Farbbildröhre mit zufriedenstellender Helligkeit und
zufriedenstellendem Kontrast auf problemlose Weise verwirklicht.