KR860000969B1 - 음극선관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음극선관

제1도는 컬러음극선관, 형광면의 단면 모델도.

제2도는 전면 유리판부가 컬러음극선관의 형광면의 단면 모델도.

제3도는 훼이스플레이트 유리 및 전면 유리판의 분광 투과율 곡선의 특성도.

제4도는 네오듐이 든 유리의 전면 유리판의 분광 투과율 곡선의 특성도.

제5도는 네오듐이 든 유리의 전면 유리판의 분광투과율과 3색 형광 체소자의 발광스펙트럼과의 관계도.

제6도는 네오듐이 든 유리의 전면 유리판의 분광 투과율과 여러가지 피이크 파장을 갖는 대상 발광 스펙트럼녹색 형광체의 발광스펙트럼 군을 나타낸 도면.

제7도는 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 발광에너지의 피이크 파장 위치와 형광면의 휘도 및 색재현 범위의 관계를 나타낸 도면.

제8도는 네오듐이 든 유리의 전면 유리판을 투과한 형광체의 광출력의 색도점을 나타낸 도면.

제9도는 훼이스플레이트 유리 및 전면 유리판의 분광투과율 곡선의 특성도.

제10도는 네오듐이 든 유리의 전면 유리판의 분광 투과율 곡선의 특성도.

제11도는 네오듐이 든 유리의 전면 유리판의 분광 투과율과 3색형 광체소자의 발광스펙트럼과의 관계를 나타낸 도면.

제12도는 네오듐이든 유리의 전면 유리판의 분광 투과율과 여러가지 피이크 파장을 갖는 대상발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼군을 나타낸 도면.

제13도는 대상 발광스펙트럼 녹색 형광체의 발광에너지 피이크 파장위치와 형광면이 휘도 및 색재현 범위의 관계도.

제14도는 네오듐이든 유리의 전면 유리판을 투과한 형광체의 광출력의 색도점을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 훼이스플레이트 유리 (2) : 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체소자군

(3) : 전면 유리판

본원 발명은 음극선관의 형광면에 관한 것이다. 음극선관의 형광면의 영상 콘트라스트를 증대시키는 유용한 수단으로서 형광면의 훼이스플레이트 유리의 광투과율을 내리는 일이 행해진다. 이 원리에 대해서 제1도에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도는 컬러음극선관의 형광면의 단면 모델이다. (1)은 훼이스플레이트 유리이며, 그 내면에는 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체소자군(2)이 설치되어 있다. 지금 이와 같이 구성된 컬러음극선관의 훼이스 플레이트 유리(1)에 입사하는 외래광의 강도를(E₀), 형광면에서 반사된 다음 다시 훼이스플레이트 유리(1)와 외부로 나온 반사광의 강도를 (E₁), 훼이스 플레이트 유리(1)의 광투과율(T_f), 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체소자군(2)의 반사율을 (R_p), 형광체소자군의 발광의 강도를 (F₀), 훼이스플레이트 유리(1)의 외부에 나오는 형광면 광출력율(F₁)이라고 하면,

E=E₀·R_p·T_f ²………………………………………………………………(I)

F=F₀·T_f……………………………………………………………………(II)

으로 된다. 또 콘트라스트(C)는

이라고 정의할 수 있으므로(III)에 (I)(II)를 대입하면

로 된다. 엄밀히 말하자면 훼이스플레이트 유리(1)의 표면에서의 외래광의 반사, 훼이스플레이트 유리(1)내에서의 다중반사, 산란전자에 의한 허레이션 등의 영향에 의한 펙터도 도입되지 않으면 안되지만 여기서는 이들 영향은 충분히 작다고 해서 무시했다. 음극선관의 영상의 콘트라스트를 향상시키데는 훼이스플레이트 유리(1)의 광투과율(T_f)을 낮추면 좋다는 것은 (Ⅳ)식에 의해 명백하다. 종래부터 음극선관용의 훼이스플레이트 유리(1)로서 사용되는 유리는 일반적으로 가시역의 광투과율이 75%이상의 클리어유리, 60-75%의 그레이유리, 60%이하의 테인트 유리로서 구별되어서 사용되고 있고 제2(a)도는 클리어유리, 제2(b)도는 그레이유리, 제2(c)도는 테인트 유리의 각기 대표적인 분광투과율 곡선을 컬러음극선관의 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체 소자의 발광스펙트럼과 함께 나타낸 것이다.

한편, 이 제2도 및 (II)식을 보아도 명백한 것처럼 형광면의 광출력 즉 형광면의 휘도는 콘트라스트와는 반대로 훼이스 플레이트 유리(1)의 광투과율(T_f)이 낮아지면 낮아질수록 낮게 되어 버린다. 즉 영상의 콘트라스트 성능과 휘도성능은 훼이스플레이트 유리(1)의 광투과율(T_f)에서 보는 한은 양립되기 어려운 것이며, 어느 한 쪽의 성능을 더욱 중시하는지에 의해 훼이스플레이트 유리(1)의 종류의 선택이 행해지고 있었다.

이와 같은 휘도성능과 콘트라스트 성능에 대한 딜레머를 해소하고, 양 성능을 모두 향상시키는 수단으로서 제2도에서 나타낸 것처럼 종래 가시역에서 대충 평탄한 광투과성을 갖는 훼이스플레이트 유리 대신에 형광면의 3색 형광체소자의 각각의 발광스펙트럼의 골짜기 사이의 과장역즉 발광에너가 적은 영역에 있어서 선택적으로 훼이스플레이트 유리(1)에 광흡수성을 갖게 하는 일이 규정되어 있다. 제3도는 이와 같은 목적에 대충 적당한 것으로서 제안되어 있는 훼이스프레이트 유리(1)의 분광투과율 곡선을 나타내는 것이며 종래의 클리어 유리에 대충 유사한 조성을 갖는 유리소재에 산화네오듐(Nd₂O₃)을 1.0%중량 첨가해서 형성한 것이다(이하 네오듐이 든 유리라고 칭한다).

이 네오듐이 든 유리는 산화네오듐(Nd₂O₃)의 고유의 특성에 의해 560-615nm에 걸친 급준한 주흡수대와 490-540nm에 걸치는 부흡수대를 갖는다. 이들 흡수대는 매우 급준하기 때문에 이들 흡수대 이외의 부분에서는 네오듐이든 유리는 대충 종래의 클리어유리 정도의 높은 투과율을 갖는데도 불구하고 가시역 전체의 평균적인 광투과율은 대충 그레이 유리 정도로 되어 영상 콘트라스트의 개선에 기여하는 것이다.

제4도는 이 네오듐이든 유리의 분광투과율 곡선(d)을 컬러음극선관의 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체소자의 발광스펙트럼과 함께 나타낸 것이다. 제4도의 각색의 발광스펙트럼의 위치와 네오듐이든 유리의 분광투과율 곡선(d)의 흡수대의 위치와의 관계에서 명백한 일은 적색 및 청색의 형광체소자의 발광에너지는 종래의 클리어유리를 사용했을 경우와 대충 같은 정도의 흡수 밖에 받지 않지만, 녹색 형광체소 자의 발광에너지는 비교적 완만한 대상발광스펙트럼 분포를 갖기 때문에 산화네오듐(Nd₂O₃)의 두개의 고유 흡수대에 의해 상당한 흡수를 강요 당하여 녹색발광의 형광면의 광출력 즉 녹색발광의 형광면의 휘도가 종래의 클리어 유리를 사용했을 경우 보다도 상당히 감소되어 버린다. 이 네오듐이든 유리를 사용할 때의 녹색발광의 휘도감쇠의 결점을 제거하기 위해서 녹색 발광 형광체로서 산화네오듐(Nd₂O₃)의 흡수대가 없는 540-560nm의 범위에 급준한 선상의 발광스펙트럼을 갖는 예를 들면 Gd₂O₂S : Tb와 같은 회토류 녹색형광체를 사용하는 것도 생각되지만, 이와 같은 회토류 녹색형광체는 매우 고가인데다 형광체 발광효율 즉 형광체의 발광 휘도도 충분한 것은 아니다.

본원 발명은 이와 같은 네오듐이든 유리를 컬러음극선과에 훼이스플레이트 유리로서 사용할 경우에 생기는 형광면 특성상의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 비교적 염가이며 이니셜의 휘도도 회토류 형광체보다도 높은 상술한 바와 같은 대상발광 스펙트럼을 갖는 녹색형광체를 네오듐이든 유리에 적용했을 경우에 휘도 및 그 발광색의 색조 즉 색도특성을 최대한 유효하게 발휘할 수 있는 컬러음극선관을 제공하는 것이다.

다음에 제5도-제7도에 의거하여 본원 발명의 일실시예에 대해 설명한다.

제5도는 네오듐이든 유리의 분광투과율곡선(d)과 녹색파장역의 여러가지 파장 위치에 에너지 강도의 피이크 파장을 갖는 대상발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼군을 합쳐서 나타내는 것이다. 이와 같은 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 예로서는 여러가지 에너지 반치폭의 황화물계 녹색형광체를 들 수 있으며 이 도면은 에너지 반치폭 약 76nm의 형광체의 예이다. 이들 각각의 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼에 대해서 네오듐이든 유리의 훼이스플레이트 유리를 투과한 후의 빛의 출력 즉 녹색발광의 형광면휘도 및 그 투과량의 색도점이 어떻게 변화하는지를 나타낸 것이 제6도 및 제7도이다.

제6도의 M은 대상 발광스펙트럼녹색형광체의 발광에너지 강도의 피이크 파장위치와 그 전 가시광역에서의 발광에너지가 네오듐이든 유리의 훼이스플레이트 유리를 투과한 후의 광출력 즉 녹색발광의 형광면 휘도와의 관계를 나타내는 것이며 대충 545nm에 휘도의 극대치를 갖는다.

제7도는 CIE색도도상에 네오듐이든 유리의 훼이스플레이트 유리를 투과한 후의 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체의 출력광의 색도 점을 나타내는 것이며, 도면중(r)은 일반적으로 사용되고 있는 회토류 적색형 광체는 역시 일반적으로 사용되고 있는 황화물계 청색형광체의 출력광의 색도점이다. 또 (g)는 대상발광스펙트럼녹색형광체의 출력광의 색도 점이며 제5도와 같이 발광스펙트럼의 피이크 파장위치가 단파장쪽으로 이동함에 따라서 이 색도 점은 화살표방향으로 이동한다. 또 (g)(b)(r)(그중 b,r은 고정)의 3색도 점으로 둘러싸인 3각형의 영역이 컬러음극선관의 형광면의 색재현 범위를 나타내는 것이며, 이 면적이 넓을수록 형광면 특성상 바람직하다. 제6도의 (L)은 이처럼 (r) 과 (b)의 색도점을 고정해 놓고 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼의 피이크파장 위치가 이동함에 따라서 색도점(g)이) 움직임으로써 생기는 3각형 gbr의 면적 즉 색재현 범위의 변화의 모양을 나타내는 것이며 대충 530nm에 색재현 범위의 극대치를 갖는다. 이상에 의해 대상 발광스펙트럼 녹색형광체를 네오듐이든 유리의 훼이스플레이트 유리를 갖는 컬러음극선관에 적용할 때는 대상발광 스펙트럼녹색형체의 발광의 에너지 강도의 피이크의 파장위치는 휘도가 극대로 되는 545nm과 색재현범위가 극대로 되는 530nm과의 사이에 위치시키는 것이 바람직하며, 이 범위 밖에 위치시키면 휘도특성 또는 색재현 특성의 어느 한쪽의 크게 손상되어 버린다.

이상의 일실시에서는 에너지 반치폭 약 76nm의 대상 발광스펙트럼녹색형 광체에 대해서 기술했지만, 여러가지 에너지 반치폭의 형광체에 대해서 똑같은 검토를 결과 넓게 70-90nm의 에너지 반치폭을 갖는 대상 발광스펙트럼 녹색형광체에 대해서 에너지 강도의 피이크 파장치를 530nm과 545nm과의 사이에 위치시키면 똑 같은 효과를 얻을 수 있다는 것을 알았다.

이상과 같이 본원 발명에 의하면 네오듐이든 유리를 사용한 컬러음극 선관에 고가이며 휘도 특성상의 문제도 있는 회토류 녹색형 광체를 사용하는 일 없이 비교적 염가의 대상 발광스펙트럼 녹색형광체를 사용해서 휘도 및 색도특성이 모두 충분히 만족할 수 있는 형광면이 얻어지며, 큰트라스트 특성의 개선과도 맞추어서 매우 고품위의 음극선관을 제공할 수 있게 된다.

이와 같은 컬러음극선관의 형광면의 콘트라스트를 개선하기 위해서 훼이스플레이트유리(1) 전면에 제8도에서나타낸 바와 같이 전면 유리판(3)이 부가되는 일이 있지만 이 전면 유리판(3)은 가시역에서 빛의 파장에 대해서 대충 일저안 투광율을 가지고 있고 그 광투과율을 (T_g), 입사하는 외래광의 강도를 (E₀) 형광면에서 반사된 후 다시 훼이스플레이트 유리(1) 및 전면 유리판(3)를 지나서 외부로 나온 반사광의 강도를 (E₂)훼이스플레이트 유리(1)의 광투과율 및 적색, 녹색, 청색의 3색 형광체소 자군(2)의 반사율 및 형광체소 자군의 발광의 강도를 상기와 마찬가지로 각기(T_f)(R_p)(F₀), 전면 유리판(3)의 외부에 나오는 형광면광출력을 (F₂)라고 하면 상기와 마찬가지로

E₂=E₀·R_p·T_f ²·T_g ²…………………………………………………………(V)

F₂=F₀·T_f·T_g…………………………………………………………………(VI)

로 된다. 또 이경우의 콘트라스트(C₂)는

라고 정의 할 수 있으므로 앞서와 마찬가지로 (VII)에 (V)(VI)을 대입하면

로 된다.

식(IV)와 (VIII)를 비교하면 C₂＞C₁으로 되어 전면 유리판을 부가함으로써 형광면의 콘트라스트가 향상하는 것이 명백하다. 제9(a)도는 종래부터 훼이스플레이트유리(1)로서 사용되는 투과율 약85%의 클리어유리의 분광 투과율 곡선의 일례이다. 지금 이 훼이스플레이트유리(1) 전면에 (b)의 분광투과율 곡선처럼 투과율 약 82%의 전면 유리판(3)을 설치하면 형광면의 종합투과율 T_f×T_g는 (C)와 같이 약 70%로 되어 형광면의 콘트라스트 향상이 이루어진다.(제9도는 이들 분광 투과율 곡선의 예에 더해서 컬러음극선의 적, 녹, 청색의 3색 형광체소자의 발광스펙트럼을 합쳐서 나타내는 것이다). 이 전면 유리판(3)의 광투과율(T_g)을 낮추면 낮출수록 콘트라스트의 향상이 이루어지는 것은(VIII)식에 의해 명백하다.

한편, 이 제9도 및 (VI)식을 보아도 명백한 것처럼 형광면의 광출력 즉 형광면의 휘도는 콘트라스트와의 반대로 전면 유리판(3)의 광투과율(T_g)이 낮아지면 낮아질수록 낮아진다. 즉 영상의 콘트라스트 성능과 휘도 성능은 전면 유리판(3)의 광투과율(T_g)에서 본 바로는 양립하기 어려운 것이었다.

이와 같은 휘도성능과 콘트라스트성능에 관한 딜레머를 해소하고 양성능을 모두 향상시키는 수단으로서 제9도에서 나타낸 바와 같은 종래 가시역에서 대충 평탄한 광투과성을 갖는 전면 유리판(3) 대신에 형광면의 3색 형광체소자의 각각의 발광스펙트럼의 골짜기의 피장역 즉 발광에너지가 적은 영역에 있어서 선택적으로 전면 유리판(3)에 광흡수성을 갖게 하는 일이 제안되고 있다.

제10도는 이와 같은 목적에 대충 합당한 것으로서 제안되고 있는 전면 유리판(3)의 분광 투과율 곡선을 나타내는 것이며, 종래의 전면 유리판(3)에 대충 유사한 조성물갖는 유리소재에 산화네오듐(Nd₂O₃)을 1.0% 중량 첨가해서 형성한 것이다(이하 네오듐이든 유리라고 한다).

이 네오듐이든 유리는 산화네오듐(Nd₂O₃)의 고유의 특성에 의해 560-615nm에 걸치는 급준한 주흡수 대와 490-545nm에 걸치는 부흡수대를 갖는다. 이들 흡수대는 매우 급준하기 때문에 이들 흡수대 이외의 부분에서는 네오듐이든 유리는 대충 종래의 전면 유리 판과 대충 같은 광투과율을 갖는 데도 불구하고 가시역 전체의 평균적인 광투과율은 종래의 전면 유리판 보다도 낮아지며, 영상 콘트라스트의 개선에 기여하는 것이다.

제11도는 이 네오듐이든 유리의 분광 투과 율곡선(d)을 컬러음극선관의 적, 녹, 청색의 3색 형광체소자의 발광 스펙트럼과 합쳐서 나타내는 것이다. 제11도의 각색의 발광 스펙트럼의 위치와 네오듐이 든 유리의 분광투과율곡선(d)의 흡수대의 위치와의 관계에서 명백한 것은 적색 및 청색의 형광체소자의 발광에너지는 종래의 전면 유리판(3)을 사용했을 경우와 대충 같은 정도의 흡수밖에 받지 않지만 녹색형광소자의 발광 에너지는 비교적 완만한 대상 발광스펙트럼분포를 갖기 때문에 상당한 흡수를 강요당하며 녹색 발광의 광출력 즉 녹색 발광의 형광면의 휘도가 종래의 전면 유리판을 사용했을 경우보다도 상당히 감소된다. 이 네오듐이든 유리를 사용할 때의 녹색 발광의 휘도 감쇄의 결점을 제거하기 위해서 녹색발광형광체로서 산화네오듐(Nd₂O₃)의 흡수대가 없는 540-560nm범위에 급준한 선상의 발광스펙트럼을 갖는 예를들어 Gd₂O₂S : Tb 와 같은 회토류 녹색형광체를 사용하는 것도 생각할 수 있지만, 이와 같은 희토류 녹색형광체는 매우 고가인데다 이니설의 휘도도 충분한 것이 아니다.

본원 발명은 이와 같은 네오듐이든 유리를 컬러음극선관의 전면 유리판으로서 사용할 경우에 생기는 형광면 특성상의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 비교적 염가이고 이니설의 휘도도 희토류 형광체보다도 높은 상술한 바와 같은 대상 발광스펙트럼을 갖는 녹색형광체를 네오듐이든 유리의 전면 유리판을 사용한 음극선관에 적용했을 경우에 휘도 및 그 발광색의 색조 즉 색도 특성을 최대한 유효하게 발휘할 수 있는 컬러 음극선관을 제공하는 것이다.

다음에 제12도-제14도에 의해 본원 발명의 일실시예에 의거하여 설명한다.

제12도는 네오듐이든 유리의 분광 투과율곡선(d)과 녹색파장역의 여러가지의 파장위치에 에너지 강도의 피이크 파장을 갖는 에너지 반치폭 약 76nm의 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼군을 합쳐서 나타내는 것이다. 이들 각각의 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼에 대해서 네오듐이든 유리의 전면 유리판을 투과한 다음의 빛의 출력 즉 녹색발광의 형광면휘도 및 그 투과광의 색도점이 어떻게 변화하는지를 나타낸 것이 제13도 및 제14도이다.

제13도의 (M)은 대상발광스펙트럼녹색형광체의 발광에너지 강도의 피이크파장위치와 그 전 가시광역에서의 발광 에너지가 네오듐이든 유리의 전면 유리판을 투과한 후의 광출력 즉 녹색발광의 형광면 휘도와의 관계를 나타내는 것이며 대충 545nm의 휘도의 극대치를 갖는다.

제14도는 CIE색도도상에 네오듐이든 유리의 전명 유리판을 투과한 다음의 적, 녹, 청색의 3색 형광체의 출력광의 색도점을 나타낸 것이며 도면중(r)은 적색형광체, (b)는 청색형광체의 출력광의 색도점이다. 또(g)는 대상발광스 펙트럼 녹색형광체의 출력광의 색도점이며 제12도와 같이 발광스펙트럼의 피이크 파장위치가 단파장측으로 이동함에 따라서 이 색도 점은 화살표 방향으로 이동한다. 또(g)(b)(r) (그 중 b,r은 고정)의 3색도 점으로 둘러싸인 3각형의 영역이 컬러음극선관의 형광면의 색재현 범위를 나타내는 것이며 이 면적이 넓을수록 형광면 특성상 바람직하다. 제13도의 (L)은 이처럼 (r)과 (b)의 색도점을 고정해 놓고 대상 발광스펙트럼 녹색형광체의 발광스펙트럼의 피이크 파장 위치가 이동함에 따라서 색도점(g)이 움직임으로써 생기는 3각형 gbr의 면적 즉, 색재현 범위의 변화모양을 나타내는 것이며 대충 530nm으로 색재현 범위의 극대치를 갖는다. 이상에 의해 대상 발광스펙트럼 녹색형광체를 네오듐이든 유리의 전면 유리판을 부가한 컬러 음극선관에 적용할 때에는 대상 발광스펙트럼 녹색형 광체의 발광의 에너지 강도의 피이크 파장위치는 휘도가 극대로 되는 545nm과 색재현 범위가 극대로 되는 530nm과의 사이에 위치시키는 일이 바람직하며 이 범위 밖에 위치시키면 휘도특성 또는 색재현 특성의 어느쪽이 크게 손상되어 버린다.

이상의 일실실예에서 에너지반치폭 약 76nm의 대상 발광스펙트럼 녹색형광체에 대해서 설명했지만, 본원 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며 넓게 70-90nm의 에너지 반치폭을 갖는 대상 발광스펙트럼 녹색 발광체에 대해서도 똑같은 효과를 얻을 수 있다. 또 최근, 형광면의 콘트라스트를 향상시킬 목적으로 형광면의 3색 형광체소자의 사이에 광흡수층을 설치한 블랙매트릭스 형광면이 일반적으로 사용되도록 되었지만 본원발명은 이와 같은 형광면에도 똑같이 적용된다.

이상과 같이 본원 발명에 의하면 네오듐이든 유리의 전면 유리판을 부가한 컬러음 극선관에 고가이며 휘도 특성상으로도 문제가 있는 회토류 녹색형 광체를 사용하는 일 없이 비교적 염가의 대상 발광스펙트럼 녹색형 광체를 사용해서 휘도 및 색도특성상 모두 충분히 만족할 수 있는 형광면이 얻어지며 콘트라스트 특성의 개선과 아울러서 매우 고품위의 전면 유리판부가 음극선관을 제공할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 산화네오듐(Nd₂O₃)을 포함하는 유리와, 이 유리의 내면에 복수 색의 형광체소자로 형광면을 구성하고, 이 형광면의 녹색형 광체소자로서 그 발광 스펙트럼 에너지치폭이 70nm 내지 90nm인 동시에 그 발광스펙트럼의 피이크 피장이 530nm 내지 545nm에 위치하는 형광체를 사용한 음극선관.
2. 상기 유리는 진공외위기(外圍器)를 구성하는 훼이스플레이트 유리인 특허 청구의 범위 1기재의 음극선관.
3. 상기 유리를 진공외위기를 구성하는 훼이스플레이트유리와 이 훼이스플레이트 유리의 전면에 배치한 전면 유리로 나누고, 이 전면 유리에만 산화네오듐을 함유시킨 특허 청구의 범위 1기재의 음극선관.
4. 상기 형광면의 3색 형광체소자 사이에 광흡수층을 설치한 특허 청구의 범위 1기재의 음극선관.

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