JPH09507336A

JPH09507336A - 強い周囲光内で使用する陰極線管表示デバイス

Info

Publication number: JPH09507336A
Application number: JP8512455A
Authority: JP
Inventors: イアンヘンドリクドイステルマート
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスネムローゼフェンノートシャップ
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1995-10-03
Publication date: 1997-07-22
Also published as: WO1996011491A2; DE69507281D1; US5760540A; TW263591B; EP0733265A1; WO1996011491A3; EP0733265B1; ATE175813T1; DE69507281T2

Abstract

(57)【要約】所定の光透過率のフエースプレートを有する容器、フエースプレートの内面に配された発光スクリーン、発光イメージを生じるようにスクリーンを励起するための容器内に配された電子ビーム発生手段、フエースプレートの外表面に隣接して配されたニュートラルフイルタとを有する陰極線管表示デバイスにおいて、高周囲光条件下で見るために、全透過率Ｔ_tは１０％≦Ｔ_t≦３０％で、表示デバイスの動作時、電子ビーム発生手段は、コントラストＣ₄₀₀₀が４≦Ｃ₄₀₀₀≦８であるようなスクリーン上のビーム電流密度を生じる。

Description

【発明の詳細な説明】強い周囲光内で使用する陰極線管表示デバイス本発明は、フエースプレートを有する容器と、この容器内に配された発光スクリーンと、発光イメージをつくるためにスクリーンを励起する電子ビームを発生する手段とを有する陰極線管表示デバイスに関するものである。コンピュータモニター或いはテレビジョンのような陰極線管（以下ＣＲＴという）表示デバイスの１つの共通な問題は、デバイスに用いられているＣＲＴ部分の発光スクリーンの周囲光による邪魔な反射である。このような反射は、ＣＲＴでつくられる発光イメージのコントラストを低減する。別の問題は、ＣＲＴのガラスを通過してけい光体に当たる周囲光の問題である。けい光体は、光の拡散放射体であるほかに拡散反射体としても働く。したがって、周囲の光線は、けい光体がＣＲＴの電子ビームで同時に付勢されると否とにかかわらず、すべてのけい光体より拡散反射される。周囲光、特に明るい日の周囲光は、付活されたけい光体の光よりも遥かに強いことがあるので、反射された周囲光が信号を完全にウォッシュアウト(wash out)すなわち消し去ることが屡々ある。これは、陰影、背景或いは弱い光が、これ等が信号或いは強い光と区別することができない程に周囲光で照らされることから生じる。イメージは混乱し、場合によっては完全に失われる。明るい周囲光を有する環境内で表示デバイスのコントラストを増強するために数多くの方法及びデバイスが提案されてきている。この反射を減衰させるために、ＣＲＴのフエースプレートは一般に着色ガラスでつくられるか或いは外表面に配されたユュートラルフイルタを有する。ＣＲＴの発光スクリーンはフエースプレートの内面に設けられるので、周囲光はフエースプレートの厚さを２回通過せねばならない。したがって、反射された周囲光は、フエースプレートを１回だけ通過するスクリーン上に形成された発光イメージよりの光よりも遙かに大きく減衰される。この解決法は発光イメージの可視能力を改良するが、重大な制限を有する。周囲光の明るさが増すとその反射も増す。コントラストを維持するために、発光イメージよりの光の明るさを強くして反射光よりも目立たせるのが普通である。明るく照らされた環境内では、発光イメージの光と反射された周囲光が組合わされた明るさのレベルは、目の適応能力にもかかわらず見る人を不快にさせる程高くなることがある。シャドーマスクカラーＣＲＴ表示デバイスに対しては更にシャドーマスクの熱の制限もある。発光イメージよりの光の明るさの増加は必然的により大きなビーム電流を伴い、シャドーマスクの膨張を生じ、不可避的にカラー純度に悪影響を生じる。その上、大きなビーム電流はスクリーン上の解像度を犠牲にする。本発明の目的は、周囲光の高いレベルにおいてみることを可能にする、改良されたＣＲＴ表示デバイスを供することにある。本発明の表示デバイスは、フエースプレートの拡散反射係数が２．５％以下である（Ｒ_d≦０．０２５）ことを特徴とする。従来公知のＣＲＴ表示デバイスは略５％よりも大きい、典型的には５−１０％の範囲内の拡散反射係数を有する。拡散反射係数に対する前記の条件は、ＣＲＴ表示デバイスに対しては、ＣＲＴ表示デバイスに必要とされる照度容量について今迄一般にいだかれていた考えとは相容れない。けれども、前記の条件は、照度容量は今日一般に考えられている程重要ではないという洞察に基づいたものである。代わりに（非常に高い）周囲照度条件例えば４０００ｌｕｘの周囲照度条件においてさえもすぐれたブラックレベルを得ながら、表示管（カラーモニター管（以下ＣＭＴという））または（テレビジョン管（以下ＴＶＴという））コントラスト性能に注意を集中すべきである。言いかえれば、コントラストがピクチャーを明瞭にする。本発明によるＣＲＴを使用すると、このような高周囲光（Hi-Ambient）ＣＭＴを通常通りに、すなわち１μｍ／ｃｍ²の電子流密度を越えることなく好ましくは０．８５μＡ／ｃｍ²以下での電子流密度で駆動して例えば４≦Ｃ₄₀₀₀≦８のＣ₄₀₀₀コントラスト性能を得ることが可能になる。拡散反射係数は、フエースプレートの透過率（Ｔ_g）、フエースプレート上のコーティング（若しあれば）の透過率（Ｔ_coat）、発光スクリーンとブラックマトリックス（若しあれば）の反射係数のような数多くのファクターで決まる。式で表せばＲ_d＝Ｔ_t ^2*Ｔ_coat ^2*Ｆである。ここで、Ｆは、とりわけけい光体の拡散反射とブラックマトリックスの存在とに依存し、非マトリックス発光スクリーンに対する略０．６５とブラックマトリックス発光スクリーンに対する略０．３の範囲にある。透過率Ｔはここでは可視範囲にわたる平均透過率である。ファクターＦは、発光スクリーンの拡散反射で決まるグロッソ・モドオ(grosso modo)である。殆どのけい光体に対し、前記の拡散反射は略６５％（すなわちＦ＝０．６５）である。したがって、ブラックマトリックスのない管に対してはＦはほぼ０．６５である。ブラックマトリックスを有する管に対しては、ブラックマトリックス材料の拡散反射は単に５％なので、前記のファクターは減少される。それ故、若しブラックマトリックスの有効範囲がＸ％ならば、ファクターＦは略０．０５^*ｘ＋０．６５^*（１−ｘ）である。ストライプタイプのけい光スクリーン（屡々ＴＶＴに対して用いられる）はドットタイプのけい光スクリーン（屡々ＣＭＴに対して用いられる）よりも通常小さい。ブラックマトリックスを有するストライプタイプのけい光スクリーンに対するＦの典型的な値は略０．４３で、ドットタイプのけい光スクリーンに対するＦの典型的な値は略０．３０である。フエースプレート上にコーティングがないという条件では、ファクターＴ_coat は１である。透過係数及び反射係数は、可視光に対する係数を意味するものと理解されたい。若しフエースプレートが１つ以上のコーティングを有するならば、透過係数Ｔ_coatは各コーティングの透過係数の積（すなわちＴ_coat＝Ｔ_coat1 ^*Ｔ_coat2 等々）である。フエースプレートの全透過係数は、フエースプレートの透過係数と、若しあれば、フエースプレート上の透過低減コーティングの透過係数との積（Ｔ_t＝Ｔ_g・Ｔ_coat）である。全フエースプレートの透過率Ｔ_tは１０−２５％の間にあるのが好ましい。全フエースプレート透過率Ｔ_t例えば１０％＜Ｔ_t＜２５％を調整することによって、ホワイトフィールド輝度Ｂmax.₄₀₀₀はこの場合Ｔ_t≒１０％で３５ｃｄ／ｍ²から（依然としてＩＳＯ９２４１−３ｍｉｎ．輝度レベルに一致させて）Ｔ_t≒２５％でより“正常な”１００ｃｄ／ｍ²までの範囲になる。Ｔ_tに対する上に示した好ましい範囲は、異なるタイプの表示デバイスに対して幾らか異なる。ブラックマトリックスを有するＣＭＴに対する好ましい範囲は１２．５％＜Ｔ_t＜２９％、ブラックマトリックスを有するＴＶＴに対しては１０％＜Ｔ_t＜２５％、またブラックマトリックスを有しないＣＭＴまたはＴＶＴ或いは白黒管に対しては５％＜Ｔ_t＜１２％である。これ等の範囲は大ざっぱに言って０．５と２．５％の間のＲ_dの値に相当する。これ等の範囲の相違は、ブラックマトリックスの使用（または不使用）及びこのようなブラックマトリックスの異なる有効範囲を反映する。拡散反射係数は０．５％以上であるのが好ましい。Ｒ_dに対してのより大きな値は、フエースプレートの拡散反射係数と、不快な結果をまねく周囲の面の拡散反射係数間のより大きな比を意味する。本発明の概念内において、ＣＲＴ表示デバイスに透過低減コーティングを設けるのが好ましい。前述したように、全透過率は、フエースプレートの透過率とコーティングの透過率の積である。フエースプレートの厚さはとりわけ安全上の配慮によって決められ、フエースプレートにわたって変化を示す。その結果、フエースプレートの透過はフエースプレートにわたって変化を示す。このような変化は、フエースプレートの透過係数が小さい程目立つ。典型的には、フエースプレートの厚さは該フエースプレートにわたって１０−１５％変わる。このことは、例えばフエースプレートの中心における２０％のフエースプレート透過率に対して略２０−３０％の透過の変化を招く（すなわち透過率は、フエースプレートの側縁における１４−１６％から中心における２０％の間で変化する）。Ｒ_d（Ｔ_t ² での尺度）の変化はこの場合略４０−６０％である。けれども、透過低減コーティングの厚さは安全上の配慮と無関係である。透過低減コーティングを設けることによって、フエースプレートにわたるＲ_dの変化はしたがって小さくなる。フエースプレートの透過率（Ｔ_t）は４０％よりも大きいのが好ましい。本発明のこれ等の実施例のわく内において、例えばフエースプレートの前に置かれたニュートラルフイルターおよび／または透過低減プレートのような、フエースプレート上に直接設けられた透過低減コーティングと同じ機能を果たす手段は、“ フエースプレート上に設けられたコーティング”と同意義であることを了解されたい。けれども、透過低減コーティングがフエースプレートの表面上に設けられる方が好ましい。例えばフエースプレートの前に置かれた透過低減プレートの使用とくらべると、構成要素の数が少なくなる。付けられた透過低減コーティングは、中心から側縁に透過率の増加（すなわちＴ_coatの増加）を示すのが好ましい。フエースプレートの中心から側縁へのフエースプレートの厚さの増加に起因する全透過率（Ｔ_t）の増加はこれによって少なくとも部分的に防がれる。ＣＲＴ表示デバイスは、好ましくはフエースプレートの内側並びに外側上に、該フエースプレートの鏡面反射を減らすための手段をそなえるのが好ましい。外側の鏡面反射は０．５％以下であるのが好ましい。有利な実施例では、透過低減コーティング並びに鏡面反射低減コーティングとして機能する多層コーティングを外側に有する。本発明の他の目的及び特徴は、添付の図面を用いての詳細な説明から一層十分に理解されるであろう。第１図は本発明の好ましい実施例に従ったＣＲＴの一部断面側面図；第２図は３つの異なる周囲光レベルにおける異なるガラス透過に対する明るさとコントラストのデータを示すグラフ；第３図は共に１０００ｌｕｘの周囲光におけるＴ_t＝５２％を有する通常のＣＭＴとＴ_t＝２５％を有する高周囲光ＣＭＴのカラー再生を示すグラフである。第１図は、本発明の１つの好ましい実施例を示すＣＲＴの一部断面側面図である。図示のこのＣＲＴは、例えばコンピュータのターミナルディスプレイに用いられる高品位タイプのものである。公知の電子銃または同種のもの（図示せず）がＣＲＴ内に設けられるが、これは本発明の要旨と直接に関係がないのでその説明は省略する。第１図において、符号１１はＣＲＴのフロントパネルを、また符号２は、後で説明する方法によってフロントパネル上に形成されたフイルム或いは被覆を示す。このフイルム２は周囲光の反射を減らす役をし、この目的で、可視光を吸収する。可視光吸収透過低減層２は、フロントパネルが明るい場所で白っぽく見えるのを防ぐために、黒色染料を含むのが好ましい。特別な例では、層２は二酸化珪素、黒色染料、Ｇｅ，Ｚｒ，Ａｌ及びＴｉで形成されたグループより選ばれた任意の金属酸化物を有する。所望ならば、表示スクリーン自体の上の代わりに別個の透明なフロントプレート上にフイルタ層を設けることを選ぶことも可能である。或る場合には、５２％の透過率を有する通常の表示スクリーンを用いずに、もっと低い透過率例えば幾つかの１７インチＣＭＴに用いられている４２％の透過率を有するスクリーンを用いるのが有利であろう。本発明は、一般に入手されるＣＭＴは高い周囲照度条件（Ｅ_h＞１０００ｌｕｘ）において見易さその他に対して必要とされる最小コントラストを維持することができないという洞察に基づいたものである。高い周囲照度の条件では、１００ｃｄ／ｍ²またはそれ以上の表示ディスプレイ輝度レベルが必要であるということが一般に信じられている。例として、周囲照度＝１０００ｌｕｘ条件においてコントラストＣ＝Ｂmax＋Ｂmin）／Ｂmin＝６に対して次のことが当て嵌まる：透過低減コーティングがなく（Ｔ_coat＝１）またＴmat＝１４％（ブラックマトリックスけい光スクリーン構造の透過係数）なしでＴ_t＝５２％を有する一般のＣＭＴは、拡散反射係数Ｒ_d≒８．７％を有し、周囲照度＝１０００ｌｕｘ条件で次のブラックレベル輝度を生じるであろう：Ｂmin＝周囲照度^*拡散反射係数／π ＝Ｅ_h ^*Ｒ_d／π＝１０００×０．０８７／π≒２６ｃｄ／ｍ² 必要とされる６の値のＣを得るために、Ｂmaxはしたがって１３０ｃｄ／ｍ²でなければならず、このことは、一般にもたれている見解からすれば、このような高い照度では１００ｃｄ／ｍ²或いはそれ以上の高いディスプレイ輝度を必要とする。一般のＣＭＴに対してはこのようなＢmaxは実際に得ることができない。コントラストはＣ＝（１３０＋２６）／２６＝６である。一般にもたらされている見解では、良好なピクチャが存するためにはＣＲＴ表示デバイスに対する輝度容量は高い（Ｂmax＞１００ｃｄ／ｍ²）ことが要求される。直観的には、高い周囲照度（＞１０００ｌｕｘ）に対してさえも、Ｂmaxに対する値は増加しないまでも少なくとも一定に保たれるべきであるように見えるであろう。より多くの光が表示デバイスに当たればデバイスはそれだけ明るくあるべきだということは、少なくとも一見したところ合理的な臆説に見える。国際規格ＩＳＯ９２４１− ３は、高い周囲照度条件でより高い値（例えば１００ｃｄ／ｍ²）が選ばれないならば、より低い照度に対する最小値として例えば３５ｃｄ／ｍ²を指定している。拡散反射能力Ｒ_dの低下は輝度の値の低下をきたす。本発明のＣＲＴ表示デバイスは２．５％よりも小さい拡散反射係数を有する。このように小さい拡散反射係数は、表示デバイス輝度を１００ｃｄ／ｍ²より遙かに低い値に減らす。例えば前記の１３０ｃｄ／ｍ²のＢmaxは、他が何も変えられなければ、一般の見解で求められるような１００ｃｄ／ｍ²の最小値よりも遙かに低い３６ｃｄ／ｍ²の値に減少されるであろう。それにも拘わらず、“求められる”＞１００ｃｄ／ｍ² の輝度容量を得るためには、スクリーン負荷は２．５μＡ／ｃｍ²のオーダーの値迄増加されねばならないであろう。けれども、このような高いスクリーン負荷は陰極（寿命）及びシャドーマスク（ドーム形成(doming)問題）について非常に強要するところがあるので、現在の設計では非常に重大な問題が生じる。高いスクリーン負荷は、シャドーマスクの有害な膨張を生じ、不可避的にカラー純度に悪影響を生じる。更に、より大きなビーム電流は、スクリーン上の解像度を犠牲にして存する。第３に、このような高い電流レベルでは、零周囲照度においてさえも、後方散乱メカニズムのためにコントラストが減少される。けれども、一般の要求が輝度よりもコントラストであるならば、本発明のわく内で認識されるように、取るべき方法は、例えばスクリーンガラスの全体透過を下げることによりブラックレベル輝度を減らすすなわちスクリーンの拡散反射を減らすことである。輝度容量は一般に考えられている程には重要でなく、その代わりに、非常に高い周囲照度条件下においてさえも優れたブラックレベルを維持して、コントラスト性能に十分に専念すべきである。再び、例として、前記のコントラストＣ＝６及びＢmax＝３５ｃｄ／ｍ²に対して、Ｂminは周囲の照度Ｅ_h＝１０００ｌｕｘの条件において７ｃｄ／ｍ²を越えるべきでないことを見出した。これは、Ｒ_d＝πｘＢmin／Ｅ_h＝π×７／１０００＝２２％迄に減少された拡散反射によって満足されることができ、これに対して全スクリーンガラス透過率（依然としてＴmat＝１４％として）はＴ_t＝√（Ｒ_d／０．３０２）＝√０．０２２／０．３３２） ≒２７％で良いであろう。この後者のＴ_tの値は式Ｒ_d＝Ｔ_t ^2*Ｆから求められ、ここでＦは、１４％のブラックマトリックス透過率を有するマトリックス管に対しては０．３０２、２８％のブラックマトリックス管に対しては略０．４３、及びブラックマトリックスのない管に対しては略０．６５である。このような拡散反射係数は５と１０％の範囲にある現在使用されている値の遙かに下である。標準のＣＭＴの輝度は、Ｔ_t＝５２％でＢmax≧１００ｃｄ／ｍ²で、Ｔ_t＝２７％で得られる輝度はＢmax≧２７×１００／５２＝５２ｃｄ／ｍ²に減少し、同じ適用において今ではＣ＝（Ｂmax＋Ｂmin）／Ｂmin≧５２＋７／７≒８．４ｘを有し、Ｃ＝６ｘに対し管に加えられる駆動は付加的な利点として鮮明度の改良を有して更に減らされることができよう。すなわち本発明が取り扱う事項は明るさ−コントラスト性能問題である。人間の知覚に関しての明るさ−コントラスト性能問題のより良い理解のために、聴覚のように、可なりの近似迄の強さに関する人間の視覚システム“尺度”を実現することが重要である、すなわち輝度を輝度の対数に変換すべきである。輝度例えばＢmax、Ｂminを適当な基準レベル例えば０ｄＢ≡０．１ｃｄ／ｍ² でつくられたｄＢで表すこと、すなわちＢ（ｃｄ／ｍ²）≡１０ｌｏｇＢ／０．１（ｄＢ）で表すことが提案され、かくして、２つの異なる輝度値Ｂ₁とＢ₂間のコントラストはＣ（ｄＢ）＝Ｂ₁（ｄＢ）−Ｂ₂（ｄＢ）である。聴きまたは見ることのできる“一番重要な差”は約２ｄＢと信じられている。このことは、感覚の観点から、例えば、Ｂmax＝３０ｄＢにくらべてＢmax＝３０．８ｄＢに減少するＢmax＝１００以上のＢmax＝１２０ｃｄ／ｍ²すなわち感覚的な２０％の差の重要さを論ずるために弱さを示すのに役立つ。この丁度０．８ｄＢの差は、互いに極く近くない時には見すごされるであろう（互いに近い１つのスクリーン内のこのような差は容易に見出すことができる）。他方において、絶対項においては印象のうすいブラックレベル性能差は、ｄＢで表されると正しい感覚的な見方に置かれる。前に示した例から、周囲照度条件Ｅ_h＝１０００ｌｕｘ＝２４．１５ｄＢにおいて、Ｔ_t＝５２％でＢmin＝２４．１５ｄＢ；Ｃ＝６ｘ≡７．７８ｄＢに対して（Ｂmax＋Ｂmin）は２４．１５＋７．７８＝３１．９３ｄＢ（≡１５６ｄＢ）になるべきである；Ｔ_t＝２７％でＥ_h＝１０００ｌｕｘ内ではＢmin＝７ｃｄ／ｍ²＝１８．４５ｄＢ、すなわち２４．１５−１８．４５＝５．７ｄＢだけの減少である；そしてＣ＝６ｘ≡７．７８ｄＢに対しては（Ｂmax＋Ｂmin）＝１８．４５＋７．７８＝２６．２３ｄＢ（≡４２ｃｄ／ｍ²）、言う迄もなくやはり３１．９３ −２６．２３＝５．７ｄＢの減少である；両方の、すなわち黒と白の明るさレベルは５．７ｄＢだけ減少されねばならないが、絶対項ではブラックレベル減少は２６−７＝１９ｃｄ／ｍ²であるのに対し、同じコントラストに対して白輝度減少は１５６−４２＝１１４ｃｄ／ｍ²である。例えば周囲照度０において白黒チェスボードパターンを表示するＣＭＴの動作において、ＣＭＴ内の電子後方散乱メカニズムのためにブラックレベルの悪化が出るかも知れない；これはコントラスト<<∞に制限する。略３ｃｄ／ｍ²≡１４．７ｄＢ（２１インチ、Ｔ_t＝５２％、２７．５ＫＶ／１．１ｍＡで）で評価されたその寄与はＴ_tと共に減少されるであろう；例えばＴ_t＝２７％を有する前記の状況において、後方散乱寄与は２７×３／５２＝１．５６ｃｄ／ｍ²＝１１．９ｄＢに減少される；比較的高い例えば１０００ｌｕｘの周囲照度におけるブラックレベルはＢmin＝７＋１．５６＝８．５６ｃｄ／ｍ²≡１９．３ｄＢに増加し、０．８５ｄＢだけの増加で、無視できる；やや低い２５０ｌｕｘ周囲照度では、後方散乱電子に起因するブラックレベル増加は比較的より重要である。すなわちＢmin＝（２５０×０．０２２／π）＋１．５６＝１．７５＋１．５６≒３．３ｃｄ／ｍ²≡１５．２ｄＢで、１．７５ｃｄ／ｍ²≡１２．４ｄＢとくらべると２．８ｄＢの増加である。この後方散乱現象は考慮内に含まれる。更に本発明を説明するために、第２図には、明るさ−コントラスト性能特性が、１４インチ−１５インチ−１７インチ−２１インチの範囲のＣＭＴに対してＣＭＴのスクリーンガラス透過並びに周囲照度レベルの関数として表されている。入力パラメータは、けい光スクリーンがブラックマトリックスタイプのもので透過率は１４％であり、スクリーン負荷は１μＡ／ｃｍ²特に０．８５μｍＡ／ｃｍ²を越えないことである。ＣＭＴ及びＣＲＴデータシートは３つの電子銃のすべてに対する所謂長期平均アノード電流を一般的に指定している。これより、スクリーン面積、電流密度が導きだされることができる。例えば、この表は、約０．８５μＡ／cm²のアノード（＝シャドーマスク、けい光スクリーン）電流密度が通常のＣＭＴタイプで一般に適用可能なことを示す。第２図は、夫々Ｅ_h＝４０００、１０００及び２５０ｌｕｘの３つの異なる周囲光レベルにおける異なるガラス透過に対する明るさとコントラストのデータを示すグラフである。水平軸は全透過率を示す。第２の水平軸は拡散反射係数Ｒ_d を示す。縦軸は、０．１ｃｄ／ｍ²の基準レベル（右軸）に対してｄＢで表された最大明るさＢmax＋Ｂ（min＋ｂｓ）を示し、更にｄＢでのコントラストＣ（後方散乱を考慮に入れた）を示す。このグラフは、元来は下記の表１から３の内容の幾つかを示したものである。線２１、２２及び２３は夫々Ｅ_h＝４０００，１０００及び２５０ｌｕｘに対するＢmax＋Ｂ（min＋ｂｓ）を示す。線２４，２５及び２６は夫々Ｅ_h＝４０００，１０００及び２５０ｌｕｘに対するＣを示す。線２７と２８は夫々１００ｃｄ／ｍ²及び３５ｃｄ／ｍ²の明るさのレベルを示す。第２図に示されたグラフを見ると、高い周囲照度条件における黒＝黒を維持するためのＣＭＴの能力の相対的な重要事項が目立つ（２４，２５及び２６の間には大きな差がある）が、高い周囲照度で“正常”である一般に用いられる１００ｃｄ／ｍ²の輝度レベルと“僅かに”３５ｃｄ／ｍ²のレベルの比較的狭い帯（＝小さな差）も注目に値する。線２９は４（略５．８ｄＢ）のコントラストレベルを示す。このように第２図は、（１４インチ、１５インチ、１７インチ、２１″・・・・スクリーン対角線を有するスクリーンをもったＣＭＴの範囲のこの例における）明るさ−コントラスト性能を示す。この第２図は次のことを示す。すなわち、極端に暗いスクリーン（Ｔ_t＝１０％）を有するブラックマトリックス管（Ｔmat＝Ｍ％）は、通常の条件（ビーム電流密度＜１μＡ／cm²特に＜０．８μＡ／cm²、（ＥＨＴ＝２５ＫＶ））の下で駆動されると、Ｅ_h＝４０００ｌｕｘの周囲照度において十分な明るさＢmax＝３５ｃｄ／ｍ²を生じることを示す。この第２図は更に、例えばＴ_t＝２５％を有するスクリーンをもった管は明るさＢmax＝１００ｃｄ／ｍ²を生じることもできるが、Ｅ_h＝４０００ｌｕｘでのコントラストはこの場合幾らか低いことを示す。以下の表１，２及び３には、ガラス透過率Ｔ_t（ガラス＋フイルタ手段）と周囲照度レベル（Ｅ_h）の異なる選択に関して更に詳細な明るさとコントラストが示されている。このために、１０％より低い透過率すなわち０．３％よりも低いＲ_d値にすることにより低い周囲照度条件下での更なるコントラストの改良を追求することは殆ど意味がない。表１は、動作時にスクリーン上のビーム電流密度≦１μＡ／cm² 特に≦０．８５μＡ／cm²の表示デバイスに対し、４以上のコントラストはＲ_d ＜２．５％に対して得られ、４と８間のコントラストは０．３％≦Ｒ_d≦２．５％に対して得られることを示す。更に、拡散反射係数が０．５％以上であるのが好ましいことは注目に値する。Ｒ_dに対するより小さな値は、好ましくない効果をもたらす周囲面の拡散反射係数間のより大きな比を意味する。本発明の別の面は、コントラストの改良のほかに、改良されたカラー再生も得られることである。これを以下に説明する。Ｔ_t≒２５％を有する高周囲光１５インチＣＭＴが用意された：目での比較によるＣＭ４０００モニターの結果は、白っぽい、反射された周囲光で非常に大きく減少された（もとの）カラーの不飽和の感覚的な強い影響のために更に顕著であった：表４と第３図を見られたい。第３図では、一点鎖線の３角形３１と３２は“零”周囲照度とＥ_h＝１６００ｌｕｘの周囲照度条件におけるＴ_t＝５２％を有する通常の表示スクリーンのカラー範囲を表し、被線の３角形３３と３４は、“零”周囲照度と周囲照度条件Ｅ_h ＝１０００ｌｕｘにおける高周囲光ＣＭＴ表示スクリーンのカラー範囲を表す。３角形の寸法が照度の下で減少される（３角形３２は３角形３１よりも小さく、３角形３４は３角形３３よりも小さい）ことは両方のＣＭＴに当嵌る。けれども、３角形３４は３角形３２よりも遙かに大きい。３角形が小さければ小さい程、見る人はそれだけ小さなカラーコントラスト（小さなカラー差）を感じ、カラーをより不自然に感じる。特に所謂スキン・トーン（肌色）は３角形の縮小によって影響される。したがって本発明による高周囲光ＣＲＴは、より良いコントラスト（強さで定義される）のほかに、より良いカラー再生も与える。下の表は、測定結果についてのより詳細な情報を示す。高周囲光ＣＭＴの特に青（非常に見易い）の飽和の改良は、例えば赤、所謂ＥＢＵけい光体より得られるべき利得を小さくするといってよい。比較テストの結果、“平均的”な観察者で知覚された、とりわけコントラスト、イメージの輝度の自然さ、多彩さのような幾つかのファクターを考慮に入れた総合的な知覚イメージの質は、２．５％のＲ_dの値以下または近くで、高周囲照度（例えば１０００ｌｕｘ以上）に対して１つのピークすなわち１つの最も高い評価を示すことがわかった。以下に本発明の幾つかの異なる実施例を更に詳しく論じる。フエースプレートの全透過率Ｔ_tは、フエースプレートの透過率と、若しあればフエースプレート上の透過低減コーティングの透過率との積（Ｔ_t＝Ｔ_g・Ｔ_co _at ）である。全フエースプレート透過率Ｔ_tは１０−２５％の間にあるのが好ましい。全フエースプレート透過率Ｔ_tを例えば１０％＜Ｔ_t＜２５％に調整することにより、白フィールド輝度Ｂmax₄₀₀₀はこの場合（やはりＩＳＯ９２４１−３m in、照度レベルに準拠して）Ｔ_t≒１０％での３５ｃｄ／ｍ²からＴ_t≒２５％でのより“正常な”１００ｃｄ／ｍ²迄の範囲にある。好ましい範囲は、ブラックマトリックスを有するＣＭＴに対しては１２．５％≦Ｔ_t≦２９％、ブラックマトリックスを有するＴＶＴに対しては１０％≦ＴＶＴ≦２５％及びブラックマトリックスを有しないＣＭＴまたはＴＶＴまたは白黒管に対しては５％≦ Ｔ_t≦１２％である。本発明の概念内において、ＣＲＴ表示デバイスは透過低減コーティングをそなえるのが好ましい。前に説明したように、全透過率はフエースプレートの透過率とコーティングの透過率との積である。フエースプレートの厚さは、とりわけ安全上の配慮によって決められ、フエースプレートにわたって変化を示す。その結果フエースプレートの透過率はフエースプレートにわたって変化する。このような変化は、フエースプレートの透過率が低ければ低い程目立つ。典型的には、フエースプレートの厚さは、フエースプレートにわたって１０−１５％変わる。このことは、例えば２０％のフエースプレート透過率に対して略２０−３０％の透過率の変化を招く。Ｒ_dの変化はこの場合略４０−６０％である。けれどもコーティングの厚さは安全上の配慮と無関係である。したがって、透過率低減コーティングを設けることによって、フエースプレートにわたるＲ_dの変化は小さい。フエースプレートの透過率は４０％よりも大きいのが好ましい。本発明のこれ等の実施例のわく内において、フエースプレートの前に位置する例えばニュートラルフイルタおよび／または透過低減プレートのような、フエースプレート上に直接施された透過低減コーティングと同じ機能を果たす手段は、“フエースプレート上に設けられたコーティング”と同義であることを了解されたい。けれども、コーティングがフエースプレートの表面に施されるのが好ましい。例えばフエースプレートの前に位置する透過低減プレートの使用にくらべると、構成要素の数が減る。このようなコーティングは、黒色染料を含むのが好ましい。透過低減コーティング内に用いるのに適した黒色染料は、例えばチバ．カイギー（Ciba Geigy）から入手できるオラソルブラック（Orasol Black）ＣＮ^TM（色指数；ソルベントブラック２９）及びオソラルブラック（Orasol Black）ＲＬ^TM （色指数；ソルベントブラック２９）；バスフ（ＢＡＳＦ）から入手できるザポンブラック(Zapon Black)Ｘ５１^TM（色指数；ソルベントブラック２７）及びアイ・シー・アイ（ＩＣＩ）から入手できるランプロノルブラック(Lampronol Bla ck)^TM（色指数；ソルベントブラック３５）である。これ等の染料は高光沢ブラックフイルタ層の製造を可能にする。非常に好適な染料はオラソルブラックＣＮ^TM である。というのは、この染料は光に高い耐性を有するからである。供給者より寄せられた情報によれば、この後者の染料の化学構造式はモノアゾ系クロム複合体である。所望される透過率に応じて、染料が所定の濃度でアルコキシシラン化合物のアルコール溶液に加えられる。４１０と６８０ｎｍ間の波長範囲において、前記の染料を含むフイルタ層の透過率は事実上一定で、したがってスペクトル的にニュートラルである。これ等及びその他の染料は、フイルタ層がエタノール、アセトン、希釈酢酸、水酸化アンモニウム、石けん及び塩水のような通常のクリーニング液と接触すると簡単に浸出されることが見出された。Ｇｅ、Ｚｒ、ＡｌまたはＴｉの酸化物の１つまたは１つ以上の混合物を二酸化珪素内に入れることにより、染料の浸出を良く防ぐフイルタ層が得られる。前記の酸化物は、テトラエチルオルトゲルマニウムＧ（ＯＨ₂Ｈ₅）₄（ＴＥＯＧ）、テトラブチルオルトジルコネートＺｒ（ＯＣ₄Ｈ₉）₄（ＴＢＯＺ）、テトラプロピルオルトジルコネートＺｒ（ＯＣ₃Ｈ₇）₄（ＴＰＯＺ）、トリプロピルオルトアルミネートＡｌ（ＯＣ₃Ｈ₇）₃（ＴＰＯＡｌ）及びテトラエチルオルトチタネートＴｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅）₄（ＴＥＯＴｉ）のような、対応したアルコキシ化合物を主剤としてフイルタ層に入れることができる。透過低減コーティングは、表示スクリーン上に、Ｇｅ、Ｚｒ、Ａｌ及びＴｉで形成されたグループより選ばれた少なくとも１つの金属のアルコキシシラン化合物、アルコキシ化合物のアルコール溶液、酸性水及び黒色染料をあてがい、次いで高温で処理し、これにより、二酸化珪素、金属の酸化物及び染料を有するフイルタ層を形成することによってつくることができる。好適なアルコキシシラン化合物は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）である。それ自体は公知のＳｉ（ＯＲ）₄のタイプの他のアルコキシシラン化合物及びそのオリゴマーを代わりに用いることができる。ここでＲはアルキル基特にＣ₁−Ｃ₅アルキル基を表す。好ましいのは、アルコール溶液をスピンコーティングによって表示スクリーン上に塗布することである。例えば３０分間１６０ ℃までで乾燥及び加熱すると滑らかな高光沢フイルタ層が得られる。例えばＴ_t ＜３０％を有する非常に黒いスクリーンは、スクリーンをフイルタ層で多重コーティングすることによってつくることができる。若し所望ならば、スプレーによってアルコール溶液を吹き付け、これにより、防眩特性を有するつや消しのフイルタ層を形成することができる。アルコールについては、エタノール、プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール或いはその混合物を用いることができる。酸性水によってアルコキシ基が水酸基に変換され、この水酸基が、相互に及び表示スクリーンのガラス面の水酸基と反応する。乾燥及び加熱の間、重縮合が二酸化珪素の適当に付着性の酸化物網状構造を生じさせ、この中に金属Ｇｅ、Ｚｒ、ＡｌまたはＴｉの１つまたは１つ以上の酸化物と染料が入れられる。前記の金属のアルコキシ化合物については、Ｍ（ＯＲ）_nの式の化合物を用いることができる。ここでＭはＧｅ、Ｚｒ、ＡｌまたはＴｉ、ＲはＣ₁−Ｃ₅アルキル基そしてｎは金属Ｍの原子価である。前に挙げた化合物ＴＥＯＧ、ＴＢＯＺ、ＴＰＯＺ、ＴＰＯＡｌ及びＴＥＯＴｉは、用いることができるものの例である。好ましいのは、オソラルブラックＣＮ^TM（色指数：ソルベントブラック２８）を用いることである。というのはこれは前述した好ましい特性を有するからである。施された透過低減コーティングは、中心から側縁に透過の増加を示すのが好ましい。フエースプレートの中心から側縁への厚さの増加に起因する透過の現象はこれによって少なくとも部分的に打ち消される。ＣＲＴ表示デバイスは、フエースプレートの鏡面反射を減らすための手段を好ましくはフエースプレートの外側並びに内側に有するのが好ましい。外側の鏡面反射は０．５％よりも小さいのが好ましい。有利な実施態様は、透過低減コーティング並びに鏡面反射現象コーティングとして機能する多層コーティングを外側に有する。

Claims

【特許請求の範囲】１．フエースプレートを有する容器と、この容器内に配された発光スクリーンと、発光イメージをつくるためにスクリーンを励起する電子ビームを発生する手段とを有する陰極線管表示デバイスにおいて、拡散反射係数が２．５％以下（Ｒ_d ≦０．０２５）であることを特徴とする陰極線管表示デバイス。２．拡散反射係数が０．３％以上であることを特徴とする請求の範囲１記載の陰極線管表示デバイス。３．拡散反射係数が０．５％以上であることを特徴とする請求の範囲２記載の陰極線管表示デバイス。４．全フエースプレート透過率が例えば１０％＜Ｔ_t＜２５％、特に≦２０％であることを特徴とする請求の範囲１乃至３の何れか１つに記載の陰極線管表示デバイス。５．陰極線管表示デバイスは透過低減コーティングを有することを特徴とする請求の範囲１乃至４の何れか１つに記載の陰極線管表示デバイス。６．全フエースプレート透過率は４０％よりも大きいことを特徴とする請求の範囲５記載の陰極線管表示デバイス。７．透過低減コーティングはフエースプレートに施されたことを特徴とする請求の範囲６記載の陰極線管表示デバイス。８．透過低減コーティングは、フエースプレートの中心から側縁に透過率の増加を示す請求の範囲７記載の陰極線管表示デバイス。９．陰極線管表示デバイスは、フエースプレートの鏡面反射を減らす手段を具えた請求の範囲１乃至８の何れか１つに記載の陰極線管表示デバイス。 10．フエースプレートの外側の鏡面反射は０．５０％以下であることを特徴とする請求の範囲９記載の陰極線管表示デバイス。 11．フエースプレートの内側と外側の両方の鏡面反射が減らされたことを特徴とする陰極線管表示デバイス。 12．陰極線管表示デバイスは、フエースプレートの外側に、透過低減コーティング並びに鏡面反射低減コーティングとして機能する多層コーティングを有することを特徴とする請求の範囲７または９記載の陰極線管表示デバイス。 13．発光スクリーンは、１４インチ、１５インチ、１７インチ及び２１インチの寸法より選ばれたスクリーン対角線を有することを特徴とする請求の範囲１乃至１２の何れか１つに記載の表示デバイス。 14．動作時、スクリーン上のビーム電流密度は≦１μＡ／cm²、特に≦０．８５ μＡ／cm²であることを特徴とする請求の範囲１乃至１３の何れか１つに記載の表示デバイス。 15．スクリーン上のビーム電流密度≦１μＡ／cm²、特に≦０．８μＡ／cm²に対し、４≦Ｃ₄₀₀₀≦８のＣ₄₀₀₀コントラストが得られることを特徴とする請求の範囲１乃至１４の何れか１つに記載の表示デバイス。