JPH0546654B2 - - Google Patents

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JPH0546654B2
JPH0546654B2 JP60278071A JP27807185A JPH0546654B2 JP H0546654 B2 JPH0546654 B2 JP H0546654B2 JP 60278071 A JP60278071 A JP 60278071A JP 27807185 A JP27807185 A JP 27807185A JP H0546654 B2 JPH0546654 B2 JP H0546654B2
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thickness
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screen
wavelength
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Jacob Khurgin
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陰極線管のフエースプレート装置、特
に粉末けい光スクリーンを有する単色陰極線管に
より発生される画像の画質を改善する光フイルタ
装置を含むフエースプレート装置に関するもので
ある。
慣例の陰極線管表示システムは単一の表示管か
３個の単色投写管を使用する。表示管はそのフエ
ースプレートに可視像を発生する。３個の投写管
はそれぞれ赤、緑および青色の像を投写スクリー
ン上に同時に投写し、スクリーン上でこれらの像
を合成して可視多色像を形成する。いずれの形式
のシステムにおいても、像のコントラストがハロ
ーにより悪影響を受ける。これは管の走査電子ビ
ームの発光像を取囲む不所望な輪帯又は一連の輪
帯である。投写管表示システムにおいては更に像
の輝度が管のけい光スクリーンから光線が発射さ
れる角度に著しく依存する。
ハローの原因及び像輝度の角度依存性は第１図
を参照すると理解することができる。第１図はフ
オーカスレンズ１２から離間して置かれた投写管
の代表的な従来のフエースプレート装置の断面図
を示す。レンズ１２はフエースプレート装置から
の光線により形成される像を拡大し、この像を比
較的大きな反射性又は透過性の投写スクリーン
（図示せず）上に投写する。
フエースプレート装置１０はガラスフエースプ
レート１４と、その上に被着された粉末けい光ス
クリーン１６と、アルミニウムのような導電材料
の反射層１８とを具える。フエースプレート、け
い光スクリーン及び反射層の代表的な厚さはそれ
ぞれ10ミリメートル、50ミクロン及び0.1ミクロ
ンである。層１８はスクリーンから励起電子を捕
集すると共にスクリーン内を逆もどりする光線を
フエースプレートの方向に反射してレンズに到達
する光の量を増大するために設けられる。しか
し、以下に説明するように、層１８はレンズ１２
に到達する光の量を増大するだけでなく、ハロー
に寄与する光も増大する。
第１図は正しいスケールで図示してないが、け
い光スクリーンから放射された光線がフエースプ
レート装置１０をどのように透過するか明瞭に示
してある。電子ビーム２０がけい光スクリーン１
６を点２２を中心とするスポツトで励起すると、
多数の光線が種々の角度に発生する。全ての角度
は点２２を原点とするフエースプレート−スクリ
ーン界面２６及びフエースプレート−空気界面２
８に垂直な直線２４に対し測るものとする。
界面２６の方向に発射された全光線は光線IBで
示すように少くとも部分的に粉末けい光スクリー
ン１６内へと反射される。これらの光線IBはけい
光スクリーン内のけい光粒子により凡ゆる方向に
散乱される。反射層１８の方向に散乱された光線
は再びフエースプレート１４の方向に向けられ
る。点２２とこれら散乱光線の各々が界面２６に
入射する点との間の横方向のずれはけい光スクリ
ーン自体の厚さ（例えば50ミクロン）程度にな
り、これにより電子ビーム発光スポツトの直径が
著しく増大し、代表的には約500ミクロンになる。
点２２から発生されてフエースプレート−スク
リーン界面２６を通過する光線は管の前面のフエ
ースプレート空気界面２８に到達する。これらの
光線のうち点２２から0°からθCOLの角度で発射さ
れた光線部分ILは界面２８を通過してレンズ１２
に補集され、最終的に投写スクリーン上に像を形
成する。点２２からθCOLより大きい角度で発射さ
れた光線部分IMはレンズから外れ、像の輝度を低
減することになる。界面２８に到達した各光線の
少なくとも一部分IRが界面２６の方向に反射され
る。界面２６に到達する反射光線IRは原点２２か
らフエースプレートの厚さ（例えば10ミリメート
ル）の程度の距離だけ横方向にずれる。これらの
横方向にずれた光線は粉末けい光材料１６と反射
層１８により後方散乱され、電子ビームスポツト
像の周囲に多数の同心リング状のハローを形成
し、像のコントラストを低減する。
米国特許第4310784号明細書にハローを抑圧す
るフエースプレート構造が開示されている。その
構造は外表面に反射防止膜を有すると共に内表面
とけい光スクリーンとの間に角依存干渉薄膜を有
する透明ガラスフエースプレートから成る。外側
の反射防止膜はこれに小角度で入射する発光光線
がフエースプレート内に反射されて戻されるのを
低減して発光点を取囲むハローの中心部を抑圧す
るために設けられる。内側の干渉膜はこれに大角
度で入射する発光光線を反射してハローの中心部
を取囲むリング状外側部分を抑圧するために設け
られる。
原則として内側干渉膜はこれ自体によりハロー
を有効に低減し、輝度を増大する必要がある。斯
る膜はハローに寄与する全ての光線を粉末けい光
スクリーン内へ反射して戻す必要がある。これら
反射光線の一部はフエースプレートの方向に再び
向けられ、像の輝度を増大する。この膜は、ハロ
ーに大きく寄与する全ての光線（即ち所定の角度
θHより大きい角度で発射された光線）を反射する
と共に小角度で反射された全ての光線を通す鋭い
遮断特性を有するフイルタとして動作する必要が
ある。この角度θHは陰極線管を使用する特定の表
示システムの設計基準を満足するよう選択され
る。例えばある表示管表システムにおいては角度
θHはハローの最内側リングに寄与する発光光線の
最小角度（代表的には45°）に等しくすることが
できる。投写管表示システムにおいては角度θHは
角度θCOL（代表的には25〜30°）にすることができ
る。しかし、前記米国特許の干渉膜は角度ととも
に徐々に増大して45°で入射する光線に対し約60
％に達する反射率を発生し、0°〜30°の角度で入
射する光線に対しかなり大きな反射率を発生す
る。
本発明の目的は角度θHより大きい角度で入射す
る略々全ての可視光線を遮断すると共にθHより小
さい角度で入射する略々全ての可視光線を通す光
フイルタ装置を含むフエースプレート装置を有す
る単色陰極線管を提供することにある。
本発明の他の目的は、光フイルタ装置がバンド
パスフイルタとしても作用するフエースプレート
装置を有する単色陰極線管を提供することにあ
る。斯るフイルタは管が発生しようとする主波長
λ0（例えば赤、緑、青）を中心にそれより低い波
長λ- 0からそれより高い波長λ+ 0に亘り延在する帯
域幅内にある単色光帯域外の波長を有する全ての
可視光線を遮断する必要がある。
本発明では上述の目的及びその他の目的を、発
光／散乱スクリーンとフエースプレートとの間に
複合光フイルタを含むフエースプレート装置を提
供することにより達成する。このフイルタはスク
リーンに隣接する第１部分とフエースプレートに
隣接する第２部分を有する。第１部分はスクリー
ンから垂直に入射する光線に対しλ+ 0に等しい遮
断周波数を有すると共にスクリーンからθHより大
きい角度で入射する光線に対しλ- 0に等しい遮断
周波数を有する多層干渉エツジフイルタを具え
る。第２部分はフエースプレートとこのエツジフ
イルタの光学インピーダンスをマツチングさせる
多層マツチングフイルタを具える。この複合フイ
ルタは0°〜θHの角度で入射する主波長λ0又はそれ
に近い波長を有する光線に対して高い透過性を有
し、他の可視光線に対しては高い反射性を有す
る。
好適例では、この複合フイルタの層を屈折率n1
とn2を有する２種類の材料を使つて製造する。エ
ツジフイルタはスクリーンに隣接する屈折率n2及
び厚さt2／２を有する第１層と、屈折率n1及び厚
さt1と屈折率n2及び厚さt2を交互に有する奇数個
（ｍ）の中間層と、屈折率n2及び厚さt2／２を有
する最終層とを具える。マツチングフイルタはエ
ツジフイルタの最終層に隣接する屈折率n2及び厚
さt3／２を有する第１層と、屈折率n1及び厚さt4
を有する中間層と、フエースプレートに隣接する
屈折率n2及び厚さt3／２を有する最終層とを具え
る。本例ではn1はn2より大きく、n1t1はn2t2に
略々等しく且つn1t4はn2t3に略々等しくする。
図面につき本発明を説明する。
第２図は代表的なけい光スクリーンの発光特性
と、本発明によるフイルタ装置の第１部分を構成
する干渉エツジフイルタの所望の透過特性を示
す。実線は高輝度デルビウム添加P44けい光体材
料のスペクトル分布を示し、このけい光体材料は
１つの主縁発光帯と３つのスプリアス発光体を含
む４つの帯域に可視光を発生する。これらのスプ
リアス発光帯は主発光帯の左側の青発光サイドバ
イドと右側のオレンジ及び赤発光サイドバイドで
ある。主発光帯は554ナノメートルλ0にピーク強
度を有し、約532ナノメートルλ- 0から約568ナノ
メートルλ+ 0まで延在する。
破線と点線はエツジフイルタの所望の透過特性
を示す。破線で示すように、このエツジフイルタ
は90°で入射する光線に対しλ+ 0の遮断波長を有す
るように設計してある。点線で示すように、この
エツジフイルタはθHで入射する光線に対しλ- 0の遮
断波長を有するように設計してある。これらのパ
ラメータを特定の陰極線管に対し定めれば、特定
のエツジフイルタの設計は「Thin Film Optical
Filters」H.A.Macleod著、American Elservier
Publishing Company Ltd.発行（ニユーヨー
ク）、第112〜145頁に記載されているような標準
の設計式を用いて直接行なうことができる。
第２図に破線と点線で示す理想的な透過特性は
エツジフイルタのみで得ることはできないが、こ
の特性はフイルタ装置の第２部分を構成する多層
マツチングフイルタを付加することにより精密に
近似することができる。このマツチングフイルタ
は図示の特性からの偏差の主原因である透過特性
のリツプルを低減する。この低減はエツジフイル
タのアドミツタンスを複合フイルタの支持基板と
して作用するフエースプレート材料のアドミツタ
ンスに整合させる等価アドミツタンスを有する複
合層を設けることにより達成される。好適なマツ
チングフイルタは前記の文献の第128〜143頁に記
載されている。
上述のフイルタはスプリアス青発光サイドバン
ド内の光に対して高い透過性を有する点に注意す
る必要がある。しかし、この光は目立たない。そ
の理由は主縁発光帯に比べてこのサイドバンドの
エネルギー量が相当低いためと、人間の目の感度
が縁色光に比較して青色光に対し低いためであ
る。ただし、多くのけい光材料に対してはフイル
タの設計においてスプリアスサイドバンドを考慮
する必要はない。その理由は発光するサイドバン
ドが除去帯域内に含まれるか人間の目に見えるサ
イドバンドを発生しないためである。赤色光発生
用のユーロピウム添加材料及び青色光発生用のツ
リウム添加材料は可視サイドバンドを発生しない
けい光材料の例である。
第３図はθ＝θHで入射する光線に対しλ- 0及びθ
＝90°で入射する光線に対しλ+ 0の遮断波長を有す
る光フイルタ装置を含むフエースプレート装置の
実施例の断面図を示す。本例フエースプレート装
置はガラスフエースプレート３４の内表面上に堆
積された複合光フイルタ３２と、フイルタ３２の
最内層上に堆積されたテルビウム添加P44縁色け
い光材料から成るスクリーン３６と、スクリーン
の内表面上に堆積された反射アルミニウム層３８
とを具える。フイルタの各層の厚さｔ及び屈折率
ｎは図中に示してある。フエースプレート３４お
よびスクリーン３６の屈折率も示してある。フエ
ースプレートおよびスクリーンの厚さは管のサイ
ズ及び電子ビームのエネルギーに依存するが、代
表的には投写管ではそれぞれ10ミリメートル及び
50ミクロン程度であり、表示管ではそれぞれ５〜
15ミリメートル及び10〜50ミクロンである。反射
層３８の厚さは電子ビームが通過し得るように十
分に小さくするが、電子ビーム電流をスクリーン
から導出してオーバヒートが生じないように十分
に大きくする必要がある。この厚さは代表的には
約0.1ミクロンである。
複合光フイルタ３２は干渉エツジフイルタを構
成する第１部分４０とマツチングフイルタを構成
する第２部分４２を有する。エツジフイルタ４０
はスクリーン３６に隣接する第１層と、奇数個ｍ
の中間層と、マツチングフイルタ４２に隣接する
最終層とを有する。第１層は屈折率n2及び厚さ
t2／２を有する。ｍ個の中間層は屈折率n1及び厚
さt1と屈折率n2及び厚さt2を交互に有する。エツ
ジフイルタ４０の最終層は屈折率n2及び厚さt2／
２を有する。
マツチングフイルタ４２はエツジフイルタの最
終層に隣接する厚さt3／２を有する第１層を含む
３つの層を有する。エツジフイルタの最終層とマ
ツチングフイルタの第１層は屈折率n2を有する同
一の材料で形成することができるため第３図に破
線で示すように区分することができる。マツチン
グフイルタの第２層は屈折率n1及び厚さt4を有す
る。マツチングフイルタの最終層はフエースプレ
ートに隣接し、屈折率n1及び厚さt3／２を有す
る。エツジフイルタ及びマツチングフイルタのこ
れらの層は次の関係： n1＞n2 n1t1＝n2t2 n1t4＝n2t3 も有する。
エツジフイルタの性能は積n1t1を第２図に示す
波長λMINの1/4に等しく設定することにより最適
化することができる。この波長λMINはλ+ 0に略々等
しい低遮断波長とΔλに等しい帯域幅を有するエ
ツジフイルタの除去帯域の中心波長である。更
に、エツジフイルタの性能はある点までは中間層
の個数ｍを増大することにより最適化することが
できる。７個のような少数の中間層で良好な性能
を得ることができるが、中間層の数を15個以上に
しても性能の向上は殆んど得られない。
第２図に示す透過特性に近似する特に有効なフ
エースプレート装置は屈折率nf＝1.6のフエース
プレートを有する陰極線管に対しては縁色発光
（λ0＝544nm）けい光スクリーンに対して次の層
材料及び厚さを用いることにより得られる。
n1＝2.35（酸化チタン） n2＝1.45（酸化珪素） t1＝71nm t2＝115nm t3＝142nm t4＝88nm 上述の層材料及び厚さを有すると共に15個の中
間層を有するフエースプレート装置はθH＝30°に
対して第２図に示す透過特性に極めて近似する特
性を示す。斯るフイルタはθCOL＝30°を有する投写
管においてハローを発生する全光線の95％を反射
し、輝度を2.4倍に増大する。
以上、本発明を特定のけい光材料を有する投写
管の実施例について説明したが、本発明は表示管
のような他のタイプの陰極線管や他のけい光材料
に対しても第２図に示す角度θH及び遮断波長λ- 0，
λ+ 0を目的の特定の管に対し調整することにより
容易に適応させることができる。フイルタ手段の
形成には酸化亜鉛（Ｎ＝2.30）、酸化タンタル
（ｎ＝2.05〜2.10）およびフツ化マグネシウム
（ｎ＝1.38）のような他の材料を使用することも
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の陰極線管を用いる投写表示シス
テムにおける陰極線管とレンズの部分断面図、第
２図は本発明による陰極線管のフエースプレート
装置の光学特性を示すグラフ、第３図は本発明に
よる陰極線管のフエースプレート装置の一実施例
の部分断面図である。 ３２……複合フイルタ、３４……フエースプレ
ート、３６……けい光スクリーン、３８……反射
アルミニウム層、４０……第１部分（干渉エツジ
フイルタ）、４２……第２部分（マツチングフイ
ルタ）。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 透明材料から成るフエースプレートと、電子
    ビームで励起されたときに所定の波長λ0を中心に
    それより低い波長λ- 0からそれより高い波長λ+ 0ま
    で延在する帯域内の光線を発生する光散乱性けい
    光材料から成る内部スクリーンと、該スクリーン
    上の内表面上に堆積された導電反射層とを具える
    フエースプレート装置を有する単色陰極線管にお
    いて、前記スクリーンとフエースプレートとの間
    に複合光フイルタを設け、該光フイルタは、 (a) 前記スクリーンに隣接し、スクリーンからフ
    イルタに垂直に入射する光線に対しλ+ 0の遮断
    波長を有すると共に、スクリーンからフイルタ
    に所定の角度θHより大きい角度で入射する、ハ
    ローに著しく寄与する光線に対しλ- 0の遮断波
    長を有する多層干渉エツジフイルタを有する第
    一部分と； (b) 前記フエースプレートに隣接し、フエースプ
    レートと前記エツジフイルタの光学インピーダ
    ンスをマツチングさせる多層マツチングフイル
    タを有する第２部分とを具えることを特徴とす
    る陰極線管。 ２ 前記エツジフイルタは、 (a) スクリーンに隣接し、屈折率n2及び厚さt2／
    ２を有する第１層と、 (b) 屈折率n1及び厚さt1と屈折率n2及び厚さt2を
    交互に有する奇数個ｍの中間層と、 (c) 屈折率n2及び厚さt2／２を有する最終層とを
    具え、 前記マツチングフイルタは、 (d) 前記エツジフイルタの最終層に隣接し、 屈折率n2及び厚さt3／２を有する第１層と、 (e) 屈折率n1及び厚さt4を有する中間層と、 (f) 前記フエースプレートに隣接し屈折率n2及び
    厚さt3／２を有する最終層とを具え、 ここで、n1＞n2で、n1t1はn2t2に略々等しく且
    つn1t4はn2t3に略々等しくしてあることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。 ３ 積n1t1はλ+ 0に略々等しい低遮断波長を有する
    前記エツジフイルタの除去帯域の中心波長に対応
    する波長λMINの1/4に略々等しくしてあることを
    特徴とする特許請求の範囲第２項記載の陰極線
    管。 ４ 前記中間層の個数ｍは７から15までの範囲内
    の奇数であることを特徴とする特許請求の範囲第
    ２項記載の陰極線管。
JP60278071A 1984-12-12 1985-12-12 陰極線管 Granted JPS61185843A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/680,631 US4633131A (en) 1984-12-12 1984-12-12 Halo-reducing faceplate arrangement
US680631 1984-12-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61185843A JPS61185843A (ja) 1986-08-19
JPH0546654B2 true JPH0546654B2 (ja) 1993-07-14

Family

ID=24731874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60278071A Granted JPS61185843A (ja) 1984-12-12 1985-12-12 陰極線管

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Country Link
US (1) US4633131A (ja)
EP (2) EP0359345B1 (ja)
JP (1) JPS61185843A (ja)
DE (2) DE3582142D1 (ja)

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