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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbbildröhre,
insbesondere eine Farbbildröhre mit einem großen
reproduzierbaren Bereich eines Phosphorschirms.
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Eine konventionelle Farbbildröhre hat ein Innenleben, das aus
einem Schirm, einem Trichter und einem Hals zusammengesetzt
ist. Ein Phosphorschirm, der aus einem blau emittierenden
Phosphor, einem grün emittierenden Phosphor und einem rot
emittierenden Phosphor besteht, ist an einer inneren
Oberfläche des Schirms angeordnet. Elektronenstrahlen, die
aus einer Elektronenquelle emittiert werden, werden durch
eine Lochmaske auf dem Phosphorschirm gescannt. Dadurch wird
ein Farbbild wiedergegeben. Die wichtigen Eigenschaften des
Phosphorschirms einer Farbbildröhre sind Helligkeit, Kontrast
und Farbreinheit von blau, grün und rot, die den farblich
reproduzierbaren Bereich festlegen. Die Eigenschaften des
Phosphorschirms hängen stark von den Licht emittierenden
Eigenschaften der individuellen Phosphore ab, die den
Phosphorschirm bilden.
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Konventionellerweise wird ein blau emittierender Phosphor aus
ZnS:Aq zusammengesetzt. Der grün emittierende Phosphor
besteht aus ZnS:Cu, Au, Al, ZnS:Cu, Al oder einer Mischung
davon. Der rot emittierende Phosphor besteht aus Y&sub2;O&sub2;S:Eu.
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Hinsichtlich des rot emittierenden Phosphors Y&sub2;O&sub2;S:Eu ist
dessen emittierende Färbe fast proportional zur Konzentration
des Eu, die als Aktivator verwendet wird. Wie in Tabelle 1
dargestellt wird, ist die Röte (insbesondere der rotfarbig
reproduzierbare Bereich) proportional zur Konzentration an
Eu. Die Konzentration an Eu ist jedoch invers proportional
zur roten Farbhelligkeit. Das heißt, dass im Hinblick auf das
Gleichgewicht beider Eigenschaften Y&sub2;O&sub2;S:Eu, das 3- bis 7
Gew.-% an Eu enthält, vorzugsweise als Material des rot
emittierenden Phosphors verwendet wird.
Tabelle 1
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Tabelle 1 listet gemessene Werte einer 43,2 cm (17 Inch)
Farbbildröhre auf, deren Pitches an Phosphorpunkten 0,28 mm
sind.
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In den letzten Jahren sind Farbbildröhren jedoch als
Wiedergabemittel für Computer usw. weit benutzt worden. Die
Farbreinheit des Blaus, Grüns und des Rots in diesen
Farbbildröhren sollte für einen breiten farblich
reproduzierbaren Bereich verbessert werden.
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Unter Berücksichtigung des rot emittierenden Phosphors jedoch
sollte die Konzentration an Eu vorzugsweise erhöht werden,
obwohl die rote Farbhelligkeit dazu neigt abzunehmen, während
die Kosten des Phosphors ansteigen, um die Farbreinheit zu
verbessern.
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EP-A-0 129 620 beschreibt die Verbesserung der Farbreinheit
durch Verändern der Größe des Phosphors. Durch Vergrößerung
der Größe der roten Phosphorpunkte kann die geringere
Wirksamkeit des roten Phosphors kompensiert werden.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Farbbildröhre zur Verfügung zu stellen, die erlaubt, dass die
Farbreinheit des Rots verbessert wird, ohne jede oder jede
signifikante Abnahme der Farbhelligkeit des
Phosphorbildschirms oder ohne die Notwendigkeit der
Konzentration an Eu zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Farbbildröhre zur
Verfügung, die einen Schirm und einen Phosphorschirm umfasst,
die auf der inneren Oberfläche des Schirms angebracht sind,
wobei der Phosphorschirm aus einem blau emittierenden
Phosphor, einem grün emittierenden Phosphor und einem rot
emittierenden Phosphor zusammengesetzt ist, wobei das
Verhältnis A/B der Helligkeit A des rot emittierenden
Phosphors zur Helligkeit B des blau emittierenden Phosphors
1,40 oder mehr ist.
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Der blau emittierende Phosphor wird bevorzugt aus
silberaktiviertem Zinksulfid (ZnS:Ag) zusammengesetzt, das
0,015 bis 0,08 Gew.-% an Silber enthält. Der rot emittierende
Phosphor wird bevorzugt aus Europium-aktiviertem
Yttriumoxysulfid (Y&sub2;O&sub2;S:Eu) zusammengesetzt, der 3,5 bis 6,1
Gew.-% an Europium (Eu) enthält.
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Farbfilter, die dem blau emittierenden Phosphor, dem grün
emittierenden Phosphor und dem rot emittierenden Phosphor
entsprechen, werden bevorzugt zwischen dem Phosphorschirm und
dem Schirm angebracht.
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Um die Erfindung darstellen zu können, sie leichter
Verständlich zu machen und einfacher bei Fachpersonen
umsetzen zu können, werden Ausführungsformen der Erfindung
nun einfach mittels nicht begrenzender Beispiele unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
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Fig. 1 ein Querschnitt ist, der die Struktur der
Farbbildröhre gemäß einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
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Fig. 2A eine Draufsicht ist, die ein Beispiel der Struktur
des Phosphorschirms der Farbbildröhre gemäß der
Ausführungsform zeigt;
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Fig. 2B ein Querschnitt des Phosphorschirms, der in Fig. 2A
gezeigt wird, ist;
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Fig. 3 ein Querschnitt ist, der eine Modifizierung des
Phosphorbildschirms, der eine Farbbildröhre gemäß
der Ausführungsform zeigt;
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Fig. 4A eine Kurve ist, die ein Beispiel der spektralen
Reflektion des in Fig. 3 gezeigten blauen Filters
ist;
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Fig. 4B eine Kurve ist, die ein Beispiel der
Spektralreflektion eines grünen Filters, der in
Fig. 3 gezeigt ist, ist;
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Fig. 4C eine Kurve ist, die ein Beispiel der spektralen
Reflektion eines roten Filters, der in Fig. 3
gezeigt ist, zeigt;
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Fig. 5A bis 5G Querschnitte sind, die ein Verfahren zum
Bilden des Phosphorschirms, der in den Fig. 2A und
2B gezeigt ist, zeigt; und
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Fig. 6 eine Kurve ist, die die Beziehung zwischen dem
Verhältnis der Helligkeit des rot emittierenden
Phosphors des Phosphorschirms und der Helligkeit
des blau emittierenden Phosphors davon und dem
X-Wert der Chromatizität des rot emittierenden
Phosphors zeigt.
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Bezogen auf die Zeichnungen ist Fig. 1 ein Querschnitt, der
die Struktur einer Farbbildröhre gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Wie in. Fig.
1 gezeigt wird, hat die Farbbildröhre einen
Einsatz 4, der aus einem Transmissionsschirm 1, einem
Trichter 2, und einem Hals 3 zusammengesetzt ist. Ein
Farbschirm 5 (der später beschrieben wird) ist auf der
inneren Oberfläche des Schirms 1 aufgetragen. Die Lochmaske 6
wird nahe der inneren Oberfläche des Phosphorbildschirms 5
befestigt. Eine Elektronenquelle 7, die Elektronenstrahlen
6B, 6G und 6R emittiert, ist im Hals 3 des Enclosures 4
angebracht. Ein innerer Schirm 8 ist innerhalb des Trichters
2 angebracht und mit der Lochmaske 6 verbunden. Der innere
Schirm 8 schirmt die Elektronenstrahlen 6B, 6G und 6R, die
von der Elektronenquelle 7 emittiert wetten, vom äußeren
Magnetfeld ab. Die Ablenkeinheit 9 ist außerhalb des
Trichters 2 angebracht. Die Ablenkeinheit 9 erzeugt ein
magnetisches Feld und lenkt dadurch die Elektronenstrahlen
6B, 6G und 6R, die von der Elektronenquelle 7 emittiert
werden, ab. Die Elektronenstrahlen GB, 6G und 6R, die von der
Ablenkungseinheit 9 abgelenkt werden, scannen den
Phosphorschirm 5 durch die Lochmaske 6 horizontal und
vertikal ab. Dadurch wird ein Farbbild auf dem Schirm 1
wiedergegeben.
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Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, ist der Phosphorschirm 5
aus einer Matrix einer Licht absorbierenden Schicht 10 und
Phosphorpunkten 11B, 11G und 11R zusammengesetzt. Die
Phosphorpunkte 11B, 11G und 11R werden regelmäßig in
entsprechenden runden Räumen der Licht absorbierenden Schicht
10 aufgetragen. Alternativ dazu können die Farbfilter 12B,
12G und 12R, die den Phosphorpunkten 1B, 11G und 11R
entsprechen, zwischen den Phosphorpunkten 11B, 11g und 11R
und dem Schirm 1 aufgetragen werden, wie in Fig. 3 gezeigt.
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Der blau emittierende Phosphorpunkt 11B besteht aus ZnS:Ag.
Der grün emittierende Phosphorpunkt 11G besteht aus ZnS:Cu,
Au, Al, ZnS:Cu, Al oder einem Gemisch daraus. Der rot
emittierende Phosphorpunkt 11R besteht aus Y&sub2;O&sub2;S:Eu. Die
Konzentration an Ag, die der Aktivator des blau emittierenden
Phosphor ZnS:Ag ist, liegt in einem Bereich von 0,015 bis
0,08 Gew.-%. Die Konzentration an Eu, welche der Aktivator des
rot emittierenden Phosphors Y&sub2;O&sub2;S:Eu ist, liegt in dem
Bereich von 3,5 bis 6,1 Gew.-%.
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Der blaue Filter 12B, der in Fig. 3 gezeigt ist, wird aus
einem Pigment, wie beispielsweise Kobaltaluminat, Ultramann
oder ähnlichem zusammengesetzt, welche eine spektrale
Reflektion besitzen, die beispielsweise durch die Kurve 13 in
der Fig. 4A dargestellt wird und das Licht des blau
emittierenden Phosphors wirksam übertragen. Der grüne Filter
12G besteht aus einem Pigment wie beispielsweise TiO&sub2;-NiO-
CoO-ZnO, CoO-Al&sub2;O&sub3;-Cr&sub2;O&sub3;-TiO&sub2; oder ähnlichen, die eine
spektrale Reflektion besitzen, die beispielsweise durch die
Kurve 14 in Fig. 4B dargestellt ist, und die das Licht des
grün emittierenden Phosphors wirksam übertragen. Der rote
Filter 12R besteht aus einem Pigment wie beispielsweise
Eisenoxid, Anthrachinon oder ähnlichem, welche eine spektrale
Reflektion haben, die beispielsweise durch die Kurve 15 in
Fig. 4C dargestellt ist und das Licht des rot emittierenden
Phosphors wirksam übertragen.
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Wie in den Fig. 5A bis 5G gezeigt, kann der Phosphorschirm 5
durch eine photographische Druckmethode mit einer Photomaske
einer Lochmaske gebildet werden.
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Hinsichtlich des Phosphorschirms 5, der in den Fig. 2A und 28
gezeigt wird, kann ein photosensitives Material auf die
innere Oberfläche des Schirms 1 geschichtet werden. Das
photosensitive Material wird getrocknet und dadurch wird ein
Photolack 16 gebildet. Der Photolack 16 wird durch die
Lochmaske 16 exposed. Ein Muster, das den
Elektronenstrahlleitlöchern 16 der Lochmaske 6 entspricht,
wird auf dem Photolack 16 (siehe Fig. 5A) gedruckt. Danach
wird der gemusterte Photolack 16 entwickelt und dadurch wird
ein Lack 18 mit einem Muster, dem der
Elektronenstrahlleitlöcher 17 der Lochmaske 16 entspricht,
geformt (siehe Fig. 5B). Eine schwarze Licht absorbierende
Farbe wird auf die innere Oberfläche des Schirms 1
aufgetragen, auf dem der Lack 18 gebildet worden ist. Die
schwarze Licht absorbierende Farbe wird getrocknet und
dadurch wird die Licht absorbierende Schicht 19 gebildet
(siehe Fig. 5C). Mit einem Entferner wird die Licht
absorbierende Farbe 19 zusammen mit dem Lack 18 entfernt. Das
bedeutet, dass eine matrixförmige Licht absorbierende Schicht
10, die zirkuläre Bereiche 20 aufweist, auf der inneren
Oberfläche des Schirms 1 gebildet wird (siehe Fig. 5D).
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Danach wird eine Phosphoraufschlämmung, deren
Hauptbestandteile der blau emittierende Phosphor und ein
photosensitives Material ist, auf die innere Oberfläche des
Schirms 1 (auf dem die matrixförmige Licht absorbierende
Schicht 10 gebildet worden ist) geschichtet. Danach wird die
Phosphoraufschlämmung getrocknet. Das bedeutet, dass eine
Phosphoraufschlämmungsschicht 21 gebildet wird (siehe Fig.
5E). Anschließend wird die Phosphoraufschlämmungsschicht 21
durch die Lochmaske 6 exposed und dadurch ein Muster, das dem
der Elektronenstrahlleitlöcher 17 entspricht, auf der
Lochmaske 6 auf der Phosphoraufschlämmungsschicht 21
abgebildet. Danach wird die gemusterte
Phosphoraufschlämmungsschicht 21 entwickelt und dadurch wird
der blau emittierende Phosphorpunkt 11B auf einem vorher
bestimmten Bereich der Licht absorbierenden Schicht 10 (siehe
Fig. 5F) gebildet. Hinsichtlich des grün emittierenden
Phosphors und des rot emittierenden Phosphors werden die Fig.
5E und 5F des blau emittierenden Phosphors wiederholt.
Dadurch werden der grün emittierende Phosphorpunkt 11G und
der rot emittierende Phosphorpunkt 11R in entsprechenden
vorherbestimmten Bereichen der Licht absorbierenden Schicht
10 gebildet (siehe Fig. 5G).
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Wie in der Fig. 3 gezeigt, wenn die Farbfilter 12B, 12G und
12R aufgetragen sind, nachdem die matrixförmige Licht
absorbierende Schicht 10 gebildet worden ist, bevor die
Phosphoraufschlämmung geschichtet wird, eine
Pigment dispersionslösung, die hauptsächlich aus einem
Pigment, einem Polymerelektrolyt und einem photosensitiven
Material besteht, aufgeschichtet und getrocknet. Dadurch wird
eine Pigmentschicht gebildet. Auf die gleiche Weise wie im
Phosphorpunktbildungsverfahren werden die Phosphorpunkte 11B,
11G und 11R gebildet, nachdem der blaue Filter 12B, der grüne
Filter 12G und der rote Filter 12R gebildet worden sind.
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In dem Phosphorschirm 5 besteht der blau emittierende
Phosphorpunkt 11B aus ZnS:Ag, das 0,015 bis 0,08 Gew.-% an Ag
als Aktivator enthält. Zusätzlich wird der rot emittierende
Phosphorpunkt 11R aus Y&sub2;O&sub2;S:Eu gebildet, der 3,5 bis 6,1
Gew.-% an Eu als Aktivator enthält, gebildet. Außerdem ist das
Verhältnis A/B der Helligkeit A des rot emittierenden
Phosphors zur Helligkeit B des blau emittierenden Phosphors
1,40 oder mehr. Dadurch wird die Farbreinheit des Rots
verbessert, ohne eine Abnahme der Helligkeit des
Phosphorschirms 5 im Vergleich mit einer konventionellen
Farbbildröhre verbessert. Dadurch wird eine Farbbildröhre mit
einer breiten farblich reproduzierbaren Region zur Verfügung
gestellt.
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In einer Farbbildröhre mit einem Phosphorschirm 5, der aus
blau Emittierendem Phosphor, grün emittierendem Phosphor und
einem rot emittierendem Phosphor gebildet ist, ist das
Verhältnis A/B der Helligkeit A des rot emittierenden
Phosphors zur Helligkeit B des blau emittierenden Phosphors
den Anstieg des farblichen reproduzierbaren Bereichs stark
beeinflussend. Anders gesagt, wie aus den
Chromatizitätskoordinaten klar wird, ist der
Chromatizitätswert X des blau emittierenden Phosphors viel
kleiner als der Chromatizitätswert X des rot emittierenden
Phosphors. Zusätzlich hat die Farbbildröhre die Lochmaske 6,
den inneren Schirm 8 usw. in den Wegen der Elektronenstrahlen
6B, 6G und 6R. Das bedeutet, dass selbst wenn der
Elektronenstrahl 6R den rot emittierenden Phosphorpunkt 11R
anregt, selektiv zu leuchten, der Elektronenstrahl 6R mit der
Lochmaske 6, dem inneren Schirm 8 usw. kollidiert und dadurch
streut. Dadurch verursacht der gestreute Elektronenstrahl 6R,
dass der benachbarte blau emittierende Phosphorpunkt 11B und
der grün emittierende Phosphorpunkt 11G leuchten. Im Ergebnis
findet eine additive Farbmischung statt und dadurch variiert
der Chromatizitätswert.
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Tabelle 2 listet die experimentellen Ergebnisse für
Variationen der Chromatizitätswerte aufgrund des additiven
Farbmischens auf. In dem Experiment wurde unter Verwendung
einer Einzelfarbröhre von 43,2 cm (70 Inches;
Phosphorpunkthöhen = 0,28 mm) die nur rot emittierende
Phosphorpunkte und einen Dreifarbröhre mit blauen, grünen und
rot emittierenden Phosphorpunkten haben (konventionelle
Farbbildröhre), rote Chromatizitätswerte gemessen. Wie auch
Tabelle klar wird, variieren die roten Chromatizitätswerte X
beträchtlich.
Tabelle 2
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Unter Verwendung einer Farbbildröhre von 43,2 cm (17 Inches;
Phosphorpunkthöhen = 0,28 mm) mit einem Phosphorschirm 5
8blau emittierendes Phosphor ZnS:Ag enthalten 0,02 Gew.-% an
Ag und rot emittierender Phosphor Y&sub2;O&sub2;S:Eu enthaltend 3,9
Gew.-% an Eu) mit einem blauen Farbfilter 12B, einem grünen
Farbfilter 12 G und einem roten Farbfilter 12R, der in Fig. 3
gezeigt ist, wurde das Verhältnis A/B der Helligkeit A des
rot emittierenden Phosphors zur Helligkeit B des blau
emittierenden Phosphors variiert und die Variation der roten
Farbtonwerte wurde untersucht. Das Verhältnis A/B wurde unter
der Bedingung variiert, dass die Beschichtungsmenge des blau
emittierenden Phosphors bei 46 ± 1 mg pro 16 cm² gehalten
wurde, und dass die Beschichtungsmenge des rot emittierenden
Phosphors in dem Bereich von 50 mg bis 75 mg je 16 cm²
variiert wurde. Tabelle 3 und Fig. 6 zeigen die
experimentellen Ergebnisse.
Tabelle 3
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* Gemessen mit dem Spektroradiometer MCPD-1000
(OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD.)
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Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der rote Farbton
proportional zum Verhältnis A/B der Helligkeit A des rot
emittierenden Phosphors zur Helligkeit B des blau
emittierenden Phosphors ist. Die Fälle, in denen A/B
niedriger ist als 1,4 bilden keinen Teil der vorliegenden
Erfindung, sind aber nützlich, um die Erfindung zu verstehen.
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Andererseits sollte der rote Farbtonwert X 0,612 oder mehr
sein, um die farblich reproduzierbare Region auszubreiten. Um
diese Bedingung zu erfüllen ist es klar, dass das Verhältnis
A/B der Helligkeit A des rot emittierenden Phosphors zur
Helligkeit B des blau emittierenden Phosphors 1,40 oder mehr
sein sollte.
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In den obengenannten Ausführungsformen wurde eine
Farbbildröhre mit einem Phosphorschirm, der aus einer
matrixförmigen Licht absorbierenden Schicht und blauen,
grünen und rot emittierenden Phosphorpunkten, die regelmäßig
in kreisförmigen Bereichen der Licht absorbierenden Schicht
angeordnet sind, beschrieben. Zusätzlich wurde eine
Farbbildröhre mit Farbfiltern, die zwischen den
Phosphorpunkten aufgetragen ist und ein Schirm beschrieben.
Die vor liegende Erfindung kann jedoch auch auf eine
Farbbildröhre mit einem Phosphorschirm angewendet werden, der
aus einer streifenförmigen Licht absorbierenden Schicht und
roten, grünen und rot emittierenden Phosphorstreifen, die
regelmäßig in den streifenförmigen Räumen der Licht
absorbierenden Schicht aufgetragen sind, besteht. Außerdem
kann die vorliegende Erfindung auf eine Farbbildröhre mit
Farbfiltern angewendet werden, die zwischen den
Phosphorstreifen und dem Schirm angebracht sind.
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Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf eine
Farbbildröhre angewendet werden, die nicht die oben
beschriebenen matrixförmigen und streifenförmigen Licht
absorbierenden Schichten haben.
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Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Farbbildröhre mit einem Phosphorschirm,
der aus blau emittierendem Phosphor, grün emittierendem
Phosphor und rot emittierendem Phosphor besteht, der rote
Farbton verbessert, ohne eine Minderung der Helligkeit des
Phosphorschirms zu verursachen, da dass Verhältnis A/B der
Helligkeit A des rot emittierenden Phosphors zur Helligkeit B
des blau emittierenden Phosphors 1,40 oder mehr beträgt.
Dadurch wird eine Farbbildröhre mit einem breiten
farbreproduzierbaren Bereich erhältlich.
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Obwohl die vorliegende Erfindung hinsichtlich eines nicht
begrenzenden Beispiels als Ausführungsform beschrieben und
gezeigt wurde, sollte darunter von Fachleuten verstanden
werden, dass die vorhergehenden und zahlreichen weiteren
Änderungen, Auslassungen und Zusätze bezüglich der Form und
der Details durchgeführt werden können, ohne vom
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.