KR100202748B1 - 칼라음극선관 - Google Patents

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KR100202748B1
KR100202748B1 KR1019960015299A KR19960015299A KR100202748B1 KR 100202748 B1 KR100202748 B1 KR 100202748B1 KR 1019960015299 A KR1019960015299 A KR 1019960015299A KR 19960015299 A KR19960015299 A KR 19960015299A KR 100202748 B1 KR100202748 B1 KR 100202748B1
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하지메 다나카
도모코 나카자와
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니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 고휘도 및 고콘트라스트의 표시를 실현하는 칼라음극선관에 관한 것으로서, 칼라수상관은 페이스 플레이트(12)와, 페이스 플레이트의 내면에 형성되어 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 포함하는 형광체 스크린(18)으로 이루어지며, 페이스 플레이트의 내면과 형광체 스크린과의 사이에 설치된 칼라필터층(20)은 형광체 스크린의 3색의 형광체층(R, G, B)에 각각 대향하여 배치되며 각 색의 형광체층에 대응한 색의 3색 필터를 갖고 있고, 각 색 필터는 대응하는 색의 형광체층으로부터의 발광 중, 최대발광 스펙트럼 파장의20nm범위의 파장의 광에 대한 투과율이 파장 400 내지 650nm의 광으로 상기 범위이외의 파장의 광에 대한 투과율에 비교하여 높게 형성되어 있으며, 페이스 플레이트의 외면에는 3색의 형광체층의 최대발광 스펙트럼 파장의

Description

칼라음극선관
제1도 및 제2도는 본 발명의 한 실시예에 관한 칼라음극선관을 나타내고,
제1도는 상기 칼라음극선관의 단면도.
제2도는 상기 칼라음극선관의 페이스 플레이트(face plate)의 일부를 확대하여 나타내는 단면도.
제3(a)도 내지 3(c)도는 상기 칼라음극선관에 있어서의 청색, 녹색, 적색의 칼라필터의 광흡수 스펙트럼을 각각 공통외면 필터의 광흡수 스펙트럼과 함께 나타내는 특성도.
제4도는 상기 칼라음극선관 및 다른 복수의 칼라음극관에 있어서의 상대휘도와 상대 외광(外光) 반사율과의 관계를 나타내는 특성도.
제5도는 제4도에 나타내는 여러 칼라음극선관의 여러 특성을 비교하여 나타내는 도면.
제6도는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 칼라음극선관의 페이스 플레이트를 나타내는 단면도.
제7도는 네오듐(Nd) 유리의 광흡수 스펙트럼을 나타내는 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 외관 용기 12 : 페이스 패널
12a : 유효표시영역 14 : 퍼넬(funnel)
16 : 네크(neck) 18 : 형광체 스크린
20 : 칼라필터 22 : 공통외면 필터
24 : 섀도우 마스크(shadow mask) 26 : 전자총
30 : 편향요크(yoke) 34 : 차광층
A : 전자빔 R : 적색필터
G : 녹색필터 B : 청색필터
본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로, 특히 고휘도 및 고콘트라스트(contrast)의 표시를 실현하는 칼라음극선관에 관한 것이다.
종래부터 실용되고 있는 칼라음극선관은 일반적으로 화상을 표시하는 유효표시영역을 구비한 투광성의 페이스 플레이트와, 이 페이스 플레이트의 유효표시영역의 내면측에 피착된 형광체 스크린과, 페이스 플레이트의 배면(背面)측에 전단부가 접합되고, 페이스 플레이트와 함께 칼라음극선관의 외곽으로서의 밀봉된 외관용기를 형성한 퍼넬을 구비하고 있다. 퍼넬의 후단부는 깔대기 형상으로 끝이 가늘게 형성되며, 그 네크내에는 형광체 스크린에 대해서 표시화상에 대응한 위치에 전자빔을 주사시키면서 투사하는 전자총이 설치되어 있다.
전자총에서 출사되는 전자빔은 이 전자빔의 경로를 에워싸도록 배치된 편향요크가 발생하는 자계에 의해 궤적을 제어하며, 형광체 스크린의 소정 위치에 투사된다.
칼라음극선관의 화상표시품질의 중요한 특성으로, 표시화상의 밝기라는 특성이 있다. 이 화상의 밝기는 일반적으로 휘도의 높이와 콘트라스트비의 높이로 평가된다.
화면에 표시되는 화상은 관찰자가 눈으로 볼 수 있는 밝기나 콘트라스트가 단순히 표시화상의 휘도의 높이에 의존할 뿐만 아니라 그 표시화면자체의 표면밝기에도 의존한다. 즉 화면의 무표시시에 있어서의 반사광과 형광체 스크린 자체의 눈에 보이는 밝기 등의 총합과, 형광체 스크린에서 발광한 표시화상의 휘도와의 서로 겹침으로 관찰자의 눈에 보이는 표시화상의 밝기나 콘트라스트가 결정된다.
그리고 이와 같은 표시화상의 밝기나 콘트라스트를 향상하는 것으로 칼라음극선관의 화상표시품질을 향상할 수 있다.
그런데, 종래의 기술은 밝기와 콘트라스트를 함께 한 번에 향상시키는 것은 곤란한 문제가 있다.
즉, 페이스 플레이트의 재질을 선정하여 페이스 플레이트의 광투과율을 향상시키는 것에 의해 형광체 스크린에서 발광하여 페이스 플레이트 전면으로 출사되는 광을 높은 투과율로 유효하게 이용할 수 있으며, 표시화상은 밝게 보인다.
그러나 이와 같이 광투과율이 높은 재질의 페이스 플레이트를 사용한 경우 일반적으로 비발광상태의 형광체층 자체의 명도에 의해 무표시시의 화면의 밝기가 높아진다. 형광체를 여기(excitation)하여 발광되는 것에 의해 표시되는 화상의 콘트라스트는 표시화상의 밝기와 무표시시의 화면의 밝기와의 상대함수로 결정되고, 무표시시의 화면의 밝기가 밝은 만큼 표시화상의 콘트라스트 특성이 낮아진다. 그리고 형광체 스크린 자체의 색은 일반적으로 백색계이기 때문에 명도가 매우 높다. 따라서 광투과율이 높은 페이스 플레이트를 사용한 경우 표시화상은 콘트라스트비는 저하하는 경향이 있다.
그래서 종래의 칼라음극선관에 있어서는 표시화상의 휘도를 향상시키기 위해서 칼라음극선관의 구동전압을 높게 하여 전자빔의 에너지를 증대시키고, 형광체의 발광휘도를 높게 하는 방책이 일반적으로 채용되었다.
또한, 종래 콘트라스트 특성을 향상시키기 위해 페이스 플레이트의 재질을 착색 유리로 하여 그 광투과율을 예를 들면 40% 이하로 까지 저하시켜 무표시시의 화면의 밝기를 낮게 억제하는 방책이나 형광체 안료를 혼입하여 그 형광체 스크린 자체의 색을 어두운 것으로 하는 방책이 일반적으로 채용되었다.
그런데 전자빔의 에너지를 크게 한 경우 칼라음극선관 전제의 소비전력이 증대하고 경제성면에서 바람직하지 않다.
또한, 페이스 플레이트의 재질을 착색 유리로 하여 그 광투과율을 예를 들면 40%이하로 저하시킨 경우 표시화상의 휘도는 페이스 플레이트의 광투과율에 비례하여 저하하는 것에 대해, 외광의 반사율은 페이스 플레이트의 광투과율의 2승에 비례하여 저하하기 때문에 표시화상의 콘트라스트 특성은 향상한다. 그런데 페이스 플레이트 자체의 광투과율이 저하하면 형광체층에서 출사되어 페이스 플레이트를 통하여 화상을 형성하는 광의 투과율도 40% 이하로 저하해 버린다. 그 결과 표시화상의 휘도가 대폭 저하하는 문제가 생긴다.
또한, 최근 페이스 플레이트의 플랫(flat)화를 도모하기 위해서 페이스 플레이트의 유리 두께가 화면 중심에서 주변부에 걸쳐 소정의 변화율로 커지는 형상으로 형성된 유리음극선관이 제공되고 있다. 이런 종류의 칼라음극선관에 있어서, 두께가 커지는 페이스 플레이트의 주변부는 표시화상을 형성하는 광의 흡수율이 높기 때문에 화면의 주변부와 중심부에서 표시화상의 휘도가 대폭적으로 다르다는 문제가 있다.
그리고, 플랫화 대응의 칼라음극선관에 있어서 페이스 플레이트의 두께를 화면 전체에서 균일하게 하는 것은 그 내부에 설치된 섀도우 마스크의 형상과, 전자빔의 주사방법과, 칼라음극선관 전체에 걸친 제조방법을 특수한 것으로 해야하므로, 제조방법상이나 제조상의 제약이 많고 실제적으로는 실현이 매우 곤란한 문제가 있다.
또한, 형광체에 안료를 혼입하여 형광체 스크린(screen) 자체의 색을 어둡게 하므로써 콘트라스트 특성을 개선하는 것도 생각할 수 있지만, 안료는 형광체가 아니기 때문에 형광체층내의 발광에 기여하지 않는 조성물의 비율이 많아져 형광체층 자체의 발광능률이 저하한다. 그 결과 표시화상의 휘도 저하로 이어지는 문제가 있다.
또한, 전자총에서 전자빔을 출사하기 위한 전압을 더 고압으로 하고, 전자빔의 에너지를 높게 하며, 형광체층에서의 발광을 더 크게 하는 방책도 생각할 수 있다. 그런데 이 경우 소비전력이 한층 증대하며, 높은 에너지의 전자빔을 편향하기 위한 전압도 고압으로 해야 하므로 소비전력의 증대를 초래하며, 전체적으로 칼라음극선관 전체의 소비전력량이 대폭 증대해 버리는 문제가 있다.
그래서 상기 문제의 해소를 도모하고, 칼라필터층을 페이스 플레이트의 내면과 형광체 스크린 사이에 끼우는 기술이 제안되어 최근 주목되고 있다.
이 칼라 필터층은 형광체 스크린 각 색의 화소를 형성하는 형광체 도트(dot) 또는 형광체 스트라이프(stripe)에 대향하여 설치된 복수의 색 필터를 갖고, 각 색 필터는 대향하는 화소의 발광색의 광만을 투과한다. 이와 같은 칼라필터층은 각 화소마다 그 발광색에 대응한 발광만을 페이스 플레이트측으로 출사하는 한편, 형광체층과 페이스 플레이트와의 경계면에서의 외광 반사를 방지한다. 따라서 화면의 각 색마다의 휘점의 색도, 환언하면 발광의 색순도를 저하시키는 일이 없고, 또한 그 휘도를 저하시키는 일이 없으며, 효과적으로 콘트라스트 특성을 향상할 수 있는 것으로 생각되고 있다.
그런데, 이와 같은 칼라필터층은 페이스 플레이트의 내면에 배치되기 때문에 그 재질은 칼라음극선관 내부의 환경에 견딜 수 있는 내열성 및 투명성을 구비한 것, 예를 들면 무기안료(顔料) 등에 제약된다. 그리고 이와 같은 재질의 제약으로 칼라필터층의 필터특성을 가장 바람직한 특성으로 설정할 수 있다고는 한정하지 않으며 필터 기능이 충분하지 않다는 문제가 있다.
즉, 화면에 표시되는 화상을 구성하고 있는 각 색의 휘점 중, 그 화상의 재현품질에 가장 현저하게 영향을 주는 색으로 적색(R)을 들 수 있다. 이 R휘점, 즉 적색에 대응하는 형광체에서 출사되는 적색광의 스펙트럼은 매우 좁고 급경사의 분포를 나타내고 있고, 그 상태의 스펙트럼이 표시시키는 쪽이 R휘점의 발색 색순도로 바람직한 것이 된다.
그런데, 상기한 바와 같은 칼라필터층을 사용한 경우, 화면에 표시되는 R휘점은 어느 정도까지는 형광체에서 출사되는 적색광의 스펙트럼에 가까운 색의 광으로 표시되지만, 현상태에서는 칼라필터층의 특성에 기인하여 R휘점의 발광 스펙트렘에는 큰 서브 밴드(sub band)가 존재하고 있다. 그 때문에 화면에 표시된 화상의 R휘점은 색순도가 열화(劣化)한 것으로 관찰자에게 보이는 문제가 있었다. 그리고 이와 같은 색순도의 문제는 적색(R)뿐만 아니라 녹색(G)이나 청색(B)에 있어서도 마찬가지로 발생한다.
이와 같이 종래의 칼라음극선관은 유효표시화면의 휘도 및 콘트라스트 특성의 충분한 향상과, 표시화상의 적색을 비롯한 각 색의 휘점의 명도 및 색순도의 향상을 양립하는 것이 곤란한 문제였다.
본 발명은 이상의 점을 감안하여 실시된 것으로, 그 목적은 유효표시화면의 휘도 및 콘트라스트 특성의 향상과, 색순도의 향상을 양립하여 고품질의 표시를 가능하게 한 칼라음극선관을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 관한 칼라음극선관은 외면 및 내면을 갖는 페이스 플레이트와, 상기 페이스 플레이트에 접합되어 있으며 또한 네크를 갖는 퍼넬을 구비한 외관용기와; 상기 페이스 플레이트의 내면에 설치되어 있으며, 또한 소정 패턴으로 배치된 3색의 형광체층을 갖는 형광체 스크린과; 상기 네크내에 설치되고, 상기 형광체 스크린에 전자빔을 조사하여 발광시키는 전자총과; 상기 페이스 플레이트의 내면과 형광체 스크린과의 사이에 설치된 칼라 필터층, 이 칼라 필터층은 상기 형광체 스크린의 적어도 1색의 형광체층에 각각 대향하여 배치되며 상기 1색의 형광체층에서 발광 중, 최대발광 스펙트럼 파장의20nm 범위의 파장의 광에 대한 투과율이 파장 400 내지 650nm의 광 내, 상기 범위이외의 파장의 광에 대한 투과율에 비해 높은 칼라 필터를 구비하고 있고; 상기 칼라필터층의 외측에서 칼라필터층과 대향하여 설치되며, 상기 1색의 형광체층의 최대발광 스펙트럼 파장의20nm 범위이외의 영역에 최대흡수를 갖고, 상기 칼라필터의 광흡수성을 보완하는 보정수단; 을 구비하고 있다.
본 발명에 의하면 상기 보정수단은 상기 페이스 플레이트의 외면상에 형성된 외면 필터를 구비하고 있다.
또한, 상기 페이스 플레이트는 네오듐 유리(neodymium glass)로 형성되고, 상기 보정수단을 구성하고 있다.
상기 페이스 플레이트는 거의 직사각형상을 갖고, 그 중심에서 주변부를 향하여 소정의 변화율로 증대하는 두께로 되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 칼라음극선관에 의하면 칼라필터층과 대향하여 설치된 보정수단에 의해 외광이 제 1 차로 흡수된다. 그리고, 보정수단에서 흡수되지 않고 페이스 플레이트를 투과한 외광은 페이스 플레이트의 내면에 형성된 칼라필터층의 색세포에 의해 적어도 1색 형광체의 발광이외의 색성분의 광이 흡수된다. 이것이 제 2 차 외광 흡수이다.
또한, 제 2 차 외광 흡수에서도 흡수되지 않은 외광은 형광체층의 표면에서 반사하여 전면으로 되돌릴 때에 칼라필터층에 다시한번 돌입하여 흡수된다. 이것이 제 3 차 외광 흡수이다. 그리고 제 3 차 외광 흡수에서도 흡수되지 않고 남은 외광은 다시한번 보정수단에 의해 흡수된다. 이것이 제 4 차 외광 흡수이다.
이와 같은 제 1 차제 4 차의 외광 흡수에 의해 칼라음극선관의 페이스 플레이트에서 반사되는 외광은 매우 효과적으로 흡수된다. 한편, 표시화상을 형성하기 위한 형광체로부터의 각 색의 광은 칼라필터층의 색세포 각각을 높은 투과율로 투과할 수 있다. 따라서 사람의 눈으로 보기에 콘트라스트비가 높으며 또 휘도도 높게 느껴지는 화상을 표시할 수 있는 것을 발명자는 여러 가지 실험으로 확인했다.
따라서, 표시화면의 콘트라스트 특성의 향상과 휘도의 향상과의 양립을 페이스 플레이트 자체의 광흡수에 의존하는 일이 없이 실현할 수 있다. 칼라필터층의 색세포 및 보정수단에 의해 적어도 1색 발광의 서브 밴드부를 흡수할 수 있으며, 상기 1색의 색순도도 향상한다.
또한, 상기한 바와 같은 제 1 차제 4 차의 외광 흡수를 단순하게 조합하여 콘트라스트나 휘도의 향상을 도모했을 뿐만 아니라 본 발명의 칼라수상관에 있어서는 표시화상의 각 색의 휘점의 표시광의 스펙트럼 분포를 종래에 대응하는 색의 형광체의 발광 스펙트럼 분포에 의해 가깝게 할 수 있다. 따라서 표시화상의 색 재현성도 양호하게 된다. 즉 각 색의 표시광의 서브 밴드를 종래보다도 좁게 할 수 있으며, 보다 색순도가 높은, 고품위 칼라 화상의 표시를 실현할 수 있다.
또한, 페이스 플레이트의 유효표시화면이 중심으로부터 주변부에 걸쳐 소정의 변화율로 커지는 형상의 이른바 플랫화 대응의 칼라음극선관에 있어서도 표시화면의 콘트라스트 특성의 향상과 휘도의 향상을 양립하고, 그 중심부에서 주변부에 걸쳐서 휘도 및 콘트라스트 특성을 균일하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 한 실시예에 관한 칼라음극선관을 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
우선, 칼라음극선관 전체의 구성에 대해서 개략적으로 설명한다. 제1도에 나타내는 바와 같이 칼라음극선관은 밀봉된 외관용기(10)를 구성하고 있는 거의 직사각형상의 페이스 패널(12) 및 깔대기 형상의 퍼넬(14)을 구비하고 있다. 페이스 패널(12)은 화상을 표시하는 직사각형상의 유효표시영역(12a)을 구비하며, 또한 화면 중앙에서 주변부를 향하여 소정의 변화율로 두께가 증가하도록 형성되며, 그 외면은 거의 플랫에 형성되어 있다.
퍼넬(14)은 그 전단부가 페이스 패널(12)의 배면 측가장자리부에 접합되어 있다. 또한, 퍼넬(14)의 후단부는 끝이 가늘게 형성되어 네크(16)를 구성하고 잇다.
페이스 플레이트(12)의 내면에는 유효표시영역(12a)에 대향하고, 적색, 녹색, 청색 3색의 형광체층을 갖는 형광체 스크린(18)이 형성되어 있다. 또한, 페이스 플레이트(12)의 내면과 형광체층(18)과의 사이에는 칼라필터(20)가 설치되어 있다. 또한, 페이스 플레이트(12)의 외면에는 보정수단으로서 기능하는 공통외면 필터(22)가 유효표시영역(12a)을 덮도록 형성되어 있다.
외관용기(10)내에는 형광체층(18)에 대향하여 섀도우 마스크(24)가 설치되어 있다. 또한 퍼넬(14)의 네크(16)내에는 섀도우 마스크(24)를 통하여 형광체 스크린(18)에 전자빔(A)을 조사하는 전자총(26)이 설치되어 있다. 퍼넬(14)의 외주면상에는 편향요크(30)가 설치되며, 전자총(26)에서 조사된 전자빔(A)은 편향요크에 의해 형성된 자계에 의해 수평 및 수직방향으로 편향되어 형광체 스크린(18)을 주사한다.
한편, 페이스 플레이트(12)는 투과율이 65%의 회색(grey)과 같이 보이는 투과율이 높은 유리로 형성되어 있다. 그 때문에 표시화상의 광은 이 페이스 플레이트(12)에서 35% 정도는 흡수되지만, 눈에 보이는 표시화상의 휘도를 크게 저하시키는 일은 없다.
제2도에 나타내는 바와 같이 형광체 스크린(18)의 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체층(R, G, B)은 줄무늬 형상으로 형성되고, 서로 평행하게 나란히 배치되어 있다. 형광체 스크린(18)의 막두께는 520m정도로 형성되어 있다.
페이스 플레이트(12)의 내면상에는 흑색안료로 형성된 차광층(블랙 매트릭스(black matrix))(34)가 설치되고, 형광체 스크린(18)의 이웃하는 형광체층간의 간격부분과 대향하고 있다. 또한, 차광층(34)에 사용되는 흑색 안료로서는 0.51.0m정도로 설정되어 있다. 또한, 차광층(34)의 막두께는 평균입자직경 0.20.5m정도의 흑색계의 입자, 예를 들면 흑연입자를 적절하게 사용할 수 있다.
페이스 플레이트(12)와 형광체 스크린(18)과의 사이에 설치된 칼라필터층(20)은 각각 줄무늬 형상으로 형성된 적색필터(R), 녹색필터(G), 청색필터(B)를 갖고, 이 필터는 서로 평행하게 나란히 배치되어 있다.
또한, 적색필터(R), 녹색필터(G), 청색필터(B)는 형광체 스크린(18)의 대응하는 색의 형광체층(R, G, B)과 각각 대응하도록 형성 및 설치되어 있다. 이 칼라 필터(20)의 막두께는 0.051.0m정도로 설정되어 있다.
또한, 형광체 스크린(18) 각 색의 형광체가 도트형상으로 형성되어 있는 경우는 이것에 대응하여 칼라필터층(20) 각 색 필터도 도트형상으로 형성된다.
여기서 칼라필터층(20)에 사용되는 안료의 적절한 실시를 이하에 서술한다.
즉, 본 실시예에 있어서 칼라필터층(20) 각 색 필터(R, G, B)는 어느 것이나 0.00010.07m의 평균입자직경의 안료를 사용하여 형성되어 있다.
적색필터(R)에 사용하는 안료로는 산화 제2철계의 안료이다. 상품명 시코트란스레드L2817(입자직경 0.010.02m, BASF사 제조), 언스라퀴논(unthruquinone)계의 안료이다. 상품명 크로모퍼타루레드A2B(입자직경 0.01m, 티바가이기사 제조) 등을 적절하게 사용할 수 있다.
녹색필터(G)에 사용하는 안료로는 TiO2,-NiO-CoO-ZnO계의 안료인 상품명 다이피록사이드 TM 그린 3320번(입자직경 0.010.02m, 대일정화사 제조), CoO-Al2O3-Cr2O3-TiO2계의 안료인 상품명 다이피록사이드TM 그린 3340번(입자직경 0.010.02m, 대일정화사 제조), CoO-Al2O3-Cr2O3계인 상품명 다이피록사이드 TM 그린 3420번(입자직경 0.010.02m, 대일정화사 제조), 염소화 프탈로시아닌 그린(phtolocyanine green)계의 안료인, 상품명 퍼스트겐 그린 S(입자직경 0.01m, 대일본 잉키사 제조), 브롬화 프라로시아닌 그린계의 안료인 상품명 퍼스트겐 그린 2YK(입자직경 0.01m, 대일본 잉키사 제조) 등을 적절하게 사용할 수 있다.
청색필터(B)에 사용하는 안료로는 알루민산 코발트(cobalt aluminate) (Al2O3-CoO)계의 안료인 상품명 코발트 블루 X (입자직경 0.010.02m, 동양안료사 제조), 프라로시아닌 블루계의 안료인 상품명 리오날블루 FG-7370(입자직경 0.01m, 동양 잉키사 제조) 등을 적절하게 사용할 수 있다.
페이스 플레이트(12)의 외면에 형성된 공통외면 필터(22)는 칼라필터층(20) 각 색 필터(R, G, B)에 대해서 공통으로 대면하여 설치되어 있다. 이 공통외면 필터(22)는 0.010.05m의 막두께로 형성되어 있으며, 또한 유기안료 또는 염료를 공유한 실리콘에 의해 형성되어 있다. 유기안료로는 예를 들면 인듐(indium)계의 안료를, 염료로는 예를 들면 로다민(rhodamine)계 또는 크산텐(xanthene)계의 염료를 적절하게 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 칼라필터층(20) 및 공통외면 필터(20)는 제3(a)도 내지 제3(c)도에 나타내는 바와 같은 필터 특성, 즉 광투과 및 흡수특성을 구비하고 있다.
제3(a)도에 있어서 일점쇄선의 곡선(a)은 칼라필터층(20) 가운데 청색필터(B)의 흡수 스펙트럼을, 파선의 곡선(b)은 공통외면 필터(22)의 흡수 스펙트럼을 각각 나타내고, 검게 칠한 부분은 청색 형광체의 발광 스펙트럼 분포를 나타내고 있다.
제3(a)도에서 알 수 있는 바와 같이 청색필터(B)는 청색 형광체의 발광 스펙트럼의 최대파장의 광, 즉 파장 450nm부근의 광에 대해서 70%이상의 투과율을 갖고, 반대로 다른 대역, 즉 녹색, 적색의 발광 스펙트럼 대역의 파장의 광에 대해서는 40%정도의 투과율을 갖고, 이 대역 부근의 외광을 흡수한다. 특히 파장 500600nm의 광에 대한 평균투과율은 약 565%가 된다.
이와 같이 청색필터(B)는 대향하는 청색형광체층(B)의 발광스펙트럼대역의 광을 효율 좋게 투과하고, 이 이외의 대역의 광을 선택적으로 흡수하도록 형성되어 있다.
한편, 공통외면 필터(22)는 사람의 눈으로 불 수 있는 정도가 가장 높은 파장 500600nm의 대역, 보다 상세하게는 파장 57520nm의 대역에 최대흡수를 갖고, 이 대역의 파장의 광에 있어서 5090%의 투과율을 갖고 있다. 따라서 공통외면 필터(22)는 눈으로 볼 수 있는 정도가 높은 외부광을 선택적으로 흡수하고, 다른 대역의 광을 효율 좋게 투과한다.
그리고, 이와 같은 청색필터(B)와 공통외면 필터(22)를 조합시키는 것에 의해 공통외면 필터에 의해 청색필터의 필터특성이 보정되고, 양 필터 전체의 흡수 스펙트럼은 제3(a)도에 실선의 곡선(c)으로 나타내는 바와 같이 청색 형광체의 발광 스펙트럼 분포에 의해 가까워지고, 청색의 표시광에 대한 투과율이 거의 저하하는 일이 없으며, 눈에 보이는 정도가 높은 대역의 외광에 대한 투과율을 내리고, 이 외광을 효율 좋게 흡수하는 것이 가능하게 된다. 동시에 형광체의 청색 발광의 서브 밴드부도 흡수할 수 있다.
제3(b)도에 있어서, 일점쇄선의 곡선(a)은 칼라필터층(20) 가운데, 녹색필터(G)의 흡수 스펙트럼을, 파선의 곡선(b)은 공통외면 필터(22)의 흡수 스펙트럼을 각각 나타내고, 검게 칠한 부분은 녹색 형광체의 발광 스펙트럼 분포를 나타내고 있다.
제3(b)도에서 알 수 있는 바와 같이 녹색필터(G)는 녹색 형광체의 발광 스펙트럼의 최대파장의 광, 즉 파장 530nm부근의 광에 대해서 70%이상의 투과율을 갖고, 반대로 다른 대역, 즉 청색, 녹색의 발광 스펙트럼 대역의 파장의 광에 대해서는 40%정도의 투과율을 갖고, 이 대역 부근의 외부광을 강하게 흡수한다. 특히, 파장 500600nm의 광에 대한 평균투과율은 약 565%가 된다.
이와 같이 녹색필터(G)는 대향하는 녹색 형광체층(G)의 발광 스펙트럼 대역의 광을 효율 좋게 투과하고, 이 이외의 대역의 광을 선택적으로 흡수하도록 형성되어 있다.
그리고, 이와 같은 녹색필터(G)와 공통외면 필터(22)를 조합시킨 경우, 공통외면 필터에 의해 녹색필터의 필터특성이 보정되고, 양 필터 전체의 흡수 스펙트럼은 제3(b)도에 실선의 곡선(c)으로 나타내는 바와 같이 녹색 형광체의 발광 스펙트럼 분포에 의해 가까워지고, 녹색의 표시광에 대해서 투과율이 거의 저하하는 일이 없으며, 눈에 보이는 정도가 높은 대역의 외광에 대한 투과율을 내리고, 이 외광을 효율 좋게 흡수하는 것이 가능하게 된다. 동시에 형광체의 녹색 발광의 서브 밴드부도 흡수할 수 있다.
제3(c)도에 있어서, 일점쇄선의 곡선(a)은 칼라필터층(20) 가운데, 적색필터(R)의 흡수 스펙트럼을, 파선의 곡선(b)은 공통외면 필터(22)의 흡수 스펙트럼을 각각 나타내고, 검게 칠한 부분은 적색 형광체의 발광 스펙트럼 분포를 나타내고 있다.
제3(c)도에서 알 수 있는 바와 같이 적색필터(R)는 적색 형광체의 발광 스펙트럼의 최대파장의 광, 즉 파장 627nm부근의 광에 대해서 70%이상의 투과율을 갖고, 반대로 다른 대역, 즉 청색, 녹색의 발광 스펙트럼 대역의 파장의 광에 대해서는 40%정도의 투과율을 갖고, 이 대역 부근의 외광을 강하게 흡수한다. 특히, 파장 500600nm의 광에 대한 평균 투과율은 약 565%가 된다. 이와 같이 적색필터(R)는 대향하는 적색 형광체층(R)의 발광 스펙트럼 대역의 광을 효율 좋게 투과하고, 이 이외의 대역의 광을 선택적으로 흡수하도록 형성되어 있다.
이와 같은 적색필터(R)와 공통외면 필터(22)를 조합시키는 것에 의해 공통외면 필터에 의해 적색필터의 필터특성이 보정되고, 양 필터 전체의 흡수 스펙트럼은 제3(c)도에 실선의 곡선(c)으로 나타내는 바와 같이 적색 형광체의 발광 스펙트럼 분포에 의해 가까워지고, 적색의 표시광에 대한 투과율이 거의 저하하는 일이 없으며, 눈에 보이는 정도가 높은 대역의 외광에 대한 투과율을 내리고, 이 외광을 효율 좋게 흡수하는 것이 가능하게 된다. 동시에 형광체의 적색 발광의 서브 밴드부도 흡수할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 칼라음극선관에 있어서, 페이스 플레이트(12)에 입사하여 온 외광은 각 색 필터에 공통하는 공통외면 필터(22)에서 흡수된다. 이것을 제 1 차 흡수라고 부르기로 한다. 이 제 1 차 흡수로 외광은 약 535%가 흡수된다.
공통외면 필터(22)에서 흡수되지 않고 페이스 플레이트(12)로 투과한 광은 페이스 플레이트의 내면측에 형성된 칼라필터층(20)에 의해 각 색의 형광체층마다 그 색의 발광 이외의 각 성분의 광이 흡수된다. 이것이 제 2 차 외광 흡수로, 이 때 남겨져 있는 외광은 칼라필터층에 의해 또 약 560%가 흡수된다.
또한, 제 2 차 외광 흡수에서도 흡수되지 않은 외광은 형광체 스크린(18)의 표면에서 반사하여 페이스 플레이트(12)측으로 되돌릴 때 칼라필터층(20)에 다시한번 돌입하여 흡수된다. 이것이 제 3 차의 외광 흡수로, 이 때 남겨져 있는 외광의 약 1560%가 흡수된다.
또한, 제 3 차 외광 흡수에서도 흡수되지 않은 외광은 다시한번 공통외면 필터(22)에 의해 흡수된다. 이것이 제 4 차 외광 흡수로, 이 때 남겨져 있는 외광의 약 535%가 다시 흡수된다.
이와 같은 제 1 차제 4 차의 외광 흡수에 의해 칼라음극선관의 페이스 플레이트(12)의 외면 및 내면에서 반사되는 외광은 매우 효과적으로 흡수할 수 있다. 한편, 형광체 스크린(18)의 발광에 의해 형성되는 표시화상의 각 색의 광은 칼라필터층(20)이 대응하는 색 필터(R, G, B)를 높은 투과율로 투과할 수 있다. 따라서 사람의 눈으로 보기에 콘트라스트비가 높고 또 휘도도 높게 느껴지는 화상을 표시할 수 있다.
본 발명자들은 이와 같은 콘트라스트비 및 휘도의 개선효과를 확인하기 위해 칼라필터층(20) 및 공통외면 필터(22)를 구비한 본 실시예에 관한 칼라음극선관(d)과, 다른 구성의 칼라음극선관, 즉 필터를 갖지 않은 칼라음극선관(a), 외면 필터만을 갖는 칼라음극선관(b) 및 칼라필터층만을 갖는 칼라음극선관(c)을 비교검토했다.
제4도는 이 칼라음극선관의 유효표시화면에 있어서의 상대휘도와 상대 외광 반사율과의 관계를 나타내고, 제5도는 이 칼라음극선관의 관측되는 표시화상의 휘도나 콘트라스트 등의 비교 결과를 나타내고 있다.
제4도에 있어서, 일점쇄선의 곡선(a)은 페이스 플레이트의 광투과율을 본 실시예보다도 낮게 하는 것에 의해 콘트라스트를 개선한 칼라음극선관(a)의 특성, 파선의 곡선(b)은 외면 필터만을 갖는 칼라음극선관(b)의 특성, 2점 쇄선의 곡선(c)은 칼라필터층만을 갖는 칼라음극선관(c)의 특성, 실선의 곡선(d)은 본 실시예에 관한 칼라음극선관의 특성을 각각 나타내고 있다.
또한, 제5도에 있어서, 휘도(B), 반사율(R), 콘트라스트(B/R) 및 색 재현대역은 각각 칼라음극선관(a)의 값을 기준(100%)으로 한 경우 칼라음극선관 (b) 및 (d)의 각 값이 나타나 있다. 또한, 콘트라스트에 있어서, 괄호내에 나타낸 값은 칼라음극선관(b)을 기준으로 한 경우의 값을 나타내고 있다.
이 도면에서 알 수 있는 바와 같이 필터를 갖지 않는 칼라음극선관의 경우, 휘도 및 콘트라스트 둘다 매우 낮아진다. 공통외면 필터만을 구비한 칼라음극선관(b)은 칼라음극선관(a)에 비교하여 콘트라스트는 향상하지만 아직 충분하지 않고, 휘도도 저하해 버린다.
칼라필터층만을 구비한 칼라음극선관(c)의 경우에는 곡선(c)으로 나타내는 바와 같이 상대반사율이 낮은 영역에서는 상대휘도도 낮아지기 때문에 콘트라스트 특성의 향상을 실현하면 휘도가 저하한다.
한편, 본 실시예에 관한 칼라음극선관의 경우, 곡선(d)으로 나타내는 바와 같이 화상품질의 향상에 대해서 충분하게 효과적인 상대반사율이 낮은 영역, 즉 상대반사율이 40%이하의 영역에 있어서 상대휘도가 충분하게 높으며, 콘트라스트 특성의 향상과 휘도의 향상을 모두 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 제 1 차제 4 차의 외광 흡수를 단순하게 조합시켜 콘트라스트 및 휘도의 향상을 도모한 것 뿐 아니라, 본 실시예의 칼라음극선관에 있어서는 칼라필터층과 공통외면 필터를 조합시켜 이용하는 것에 의해 각 색마다의 발광휘점에 대한 양 필터의 흡수 스펙트럼 분포를 각각의 색에 대응한 형광체 자체의 분포에 의해 가깝게 할 수 있다.
예를 들면, 표시화상의 R휘점의 스펙트럼 분포를 종래보다도 적색의 형광체 자체의 급경사의 발광 스펙트럼 분포에 가까워질 수 있고, 그 결과 표시화상에 있어서의 적색의 발색을 종래보다도 비약적으로 높은 색순도로서 눈으로 볼 수 있는 것으로 할 수 있다. 이것은 제3(c)도에서 잘 알 수 있다.
즉, 제3(c)도에 있어서, 실선의 곡선(c)으로 나타내는 바와 같이 적색필터와 공통외면 필터를 조합시킨 경우의 필터 특성, 즉 흡수 스펙트럼은 적색필터만을 사용한 경우보다도 그 급경사도가 대폭 증가하고, 매우 급경사의 스펙트럼 분포를 나타내는 적색(R)의 발광 스펙트럼에 상당히 가까워짐을 알 수 있다. 그리고 이와 같은 흡수 스펙트럼을 갖는 필터를 사용하는 것에 의해 적색 발광의 서브 밴드를 포함하는, 적색 발광 이외의 파장대역의 광을 선택적으로 흡수하고, 표시화면상에 있어서의 적색 휘점의 색순도를 대폭 향상시킬 수 있다.
제3(a)도 및 제 3 (b) 도에서도 알 수 있는 바와 같이 이와 같은 표시광의 색순도의 향상, 환언하면 표시광의 스펙트럼 분포를 형과체의 발광 스펙트럼 분포에 가깝게 하는 효과는 적색뿐만 아니라 녹색 및 청색에 대해서도 마찬가지로 얻을 수 있다. 그것에 의해 색 재현성(色 再現性)의 향상을 얻을 수 있다.
따라서 본 실시예에 의하면 표시화상의 콘트라스트 특성 및 휘도의 향상을 양립하고, 또 R, G, B 각 색의 순도도 비약적으로 향상된 고품질의 칼라화상의 표시를 실현하는 칼라음극선관을 제공할 수 있다.
또한, 페이스 플레이트(12)의 유효표시영역(12a)은 그 중심으로부터 주변부에 걸쳐 소정의 변화율로 두께가 커지는 형상으로 형성되고, 이른바, 플랫화되어 있음에도 불구하고, 표시화면의 콘트라스트 특성의 향상과 휘도의 향상을 양립하며, 또한 표시화면의 중심부로부터 주변부에 걸쳐서의 휘도 및 콘트라스트 특성을 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 일이 없으며, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 변형 가능하다.
예를 들면, 칼라필터층의 각 색 필터의 특성을 보정하는 보정수단은 상기한 공통외면 필터(22)에 한정되지 않고, 페이스 플레이트(12) 자신을 보정수단으로 이용할 수도 있다. 이 경우 제6도에 나타내는 바와 같이 공통외면 필터는 제거되고, 대신에 페이스 플레이트(12)는 네오듐 유리에 의해 형성된다.
네오듐 유리로 이루어지는 페이스 플레이트(12)는 상기한 공통외면 필터와 마찬가지로 제7도에 나타내는 바와 같이 사람의 눈에 보이는 정도가 높은 파장 575nm부근의 대역에 최대흡수를 갖고, 다른 파장대역의 광에 대해서는 60%이상의 투과율을 갖고 있다.
이와 같이 구성된 칼라음극선관에 있어서도 상기한 실시형태와 동일 작용효과를 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 외면 및 내면을 갖는 페이스 플레이트와, 상기 페이스 플레이트에 접합되어 있으며 또한 네크를 갖는 퍼넬을 구비한 외관용기; 상기 페이스 플레이트의 내면에 설치되어 있으며, 소정의 패턴으로 배치된 3색의 형광체층을 갖는 형광체 스크린; 상기 네크내에 설치되고,상기 형광체 스크린에 전자빔을 조사하여 발광시키는 전자총; 상기 페이스 플레이트의 내면과 형광체 스크린관의 사이에 설치된 칼라 필터층, 이 칼라 필터층은 상기 형광체 스크린의 적어도 1색의 형광체층에 각각 대향하여 배치되며 상기 1색의 형광체층에서 발광 중, 최대발광 그펙트럼 파장의20nm 범위의 파장의 광에 대한 투과율이 파장 400 내지 650nm의 광 내, 상기 범위 이외의 파장의 광에 대한 투과율에 비해 높은 칼라 필터를 구비하고 있고; 상기 칼라필터층의 외측에서 칼라필터층과 대향하여 설치되며, 상기 1색의 형광체층의 최대발광 스펙트럼 파장의20nm 범위 이외의 영역에 최대흡수를 갖고, 상기 칼라필터의 광흡수성을 보완하는 보정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 페이스 플레이트의 외면상에 형성된 각 색 공통의 외면 필터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  3. 제1항에 있어서,상기 페이스 플레이트는 네오듐 유리로 형성되고, 상기 보정수단을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  4. 제1항에 있어서, 상기 페이스 플레이트는 거의 직사각형상을 갖고, 그 중심으로부터 주변부를 향하여 소정의 변화율로 증대하는 두께로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  5. 제1항에 있어서, 상기 칼라필터는 파장 400 내지 500nm 및 파장 600 내지 700nm의 파장의 광에 대해서 70%이상의 투과율을 갖고, 파장 500 내지 600nm의 광에 대해서 5 내지 65%의 평균 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보정수단을 파장 575nm의 부근에 최대흡수대역을 갖고, 이 최대흡수대역의 파장에 있어서 5090%의 투과율을 갖는것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  7. 제6항에 있어서, 상기 형광체 스크린은 적색의 형광체층을 포함하고, 상기 칼라필터는 적색의 형광체층에 대향하여 설치되며, 파장 627nm부근의 광에 대해서 70%이상의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하고 있는 칼라음극선관.
  8. 외면 및 내면을 갖는 페이스 플레이트와, 상기 페이스 플레이트에 접합되어 있으며 네크를 갖는 퍼넬을 구비한 외관용기; 상기 페이스 플레이트의 내면에 설치되어 있으며, 소정의 패턴으로 배치된 적색, 녹색, 청색 3색의 형광체층을 갖는 형광체 스크린; 상기 네크내에 설치되고, 상기 형광체 스크린에 전자빔을 조사하여 발광시키는 전자총; 상기 페이스 플레이트의 내면과 형광체 스크린과의 사이에 설치된 칼라 필터층, 이 칼라 필터층은 상기 형광체 스크린의 3색의 형광체층에 각각 대향하여 배치되며 각 색의 형광체층에 대응한 3색의 칼라필터를 구비하며, 각 색의 칼라필터는 대향하는 각 색의 형광체층으로부터의 발광 중, 최대발광 스펙트럼 파장의20nm 범위의 파장의 광에 대한 투과율이 파장 400 내지 650nm의 광 내, 상기 범위 이외의 파장의 광에 대한 투과율에 비해 높은 칼라 필터를 구비하고 있고; 상기 칼라필터층의 외측에서 칼라필터층과 대향하여 설치되며, 상기 3색의 형광체층의 최대발광 스펙트럼 파장의20nm 범위 이외의 영역에 최대흡수를 갖고, 상기 칼라필터의 광흡수성을 보완하는 보정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  9. 제8항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 페이스 플레이트의 외면상에 형성된 각 색공통의 외면필터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  10. 제8항에 있어서, 상기 페이스 플레이트는 네오듐 유리로 형성되고, 상기 보정수단을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  11. 제8항에 있어서, 상기 페이스 틀레이트는 거의 직사각형을 갖고, 그 중심으로부터 주변부를 향하여 소정의 변화율로 증대하는 두께로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  12. 제8항에 있어서, 상기 각 색 필터는 파장 400 내지 500nm 및 파장 600 내지 700nm의 파장의 광에 대해서 70%이상의 투과율을 갖고, 파장 500 내지 600nm의 광에 대해서 5 내지 65%의 평균투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보정수단은 파장 575nm의 부근에 최대흡수대역을 갖고, 이 최대흡수대역의 파장에 있어서 5090%의 투과율을 갖는것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
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