專利名稱:彩色陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及適合于彩色顯示裝置中用的彩色陰極射線管(以下,稱為彩色CRT)。
對(duì)于彩色CRT,特別是用于計(jì)算機(jī)顯示器那樣的高精細(xì)度顯示裝置和大畫面顯示裝置的彩色CRT,一直有提高亮度的問題。
為提高CRT的亮度,現(xiàn)有技術(shù)采用下列方法,即提高CRT陽極電壓的方法,增大來自電子槍陰極的電子束電流的方法和改良熒光屏熒光體本身的發(fā)光效率等方法。
可是,提高CRT陽極電壓的方法使耗電增多,并且因放電易產(chǎn)生對(duì)CRT的致命故障。此外還產(chǎn)生下列問題,即降低了偏轉(zhuǎn)線圈(DY)的偏轉(zhuǎn)率,特別是使高精細(xì)度CRT中的偏轉(zhuǎn)線圈發(fā)熱的問題。
增大來自電子槍陰極的電子束電流的方法有下列問題通常使聚焦劣化,陰極的發(fā)射壽命縮短,進(jìn)而縮短電子槍壽命。并且,高精細(xì)度CRT中,電子束電流放大電路本身在高頻部分,使電子束電流增大變得困難。
彩色CRT中,有基本的R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三種類型的熒光體線條(或點(diǎn)),受來自電子槍的電子束轟擊,熒光體就發(fā)光。實(shí)際上,在所用的可見光發(fā)光區(qū)域,轟擊熒光面的電子束電子越多,相應(yīng)的亮度就越高。也就是說,特定的熒光體亮度與電子束電流成比例。
然而,R、G和B各熒光體的發(fā)光效率(相對(duì)于相同電子束流的明亮程度,即亮度)不同。目前正在開發(fā)使用的熒光體中,一般來說R熒光體的發(fā)光效率最差。因此,為提高R的亮度,必須增大電子束流??墒牵蚴娏鬟€受上述電路或電子槍壽命決定的制約,因此對(duì)通過的束電流有限制。所以,在可能的范圍內(nèi)增大R的束電流,并設(shè)定對(duì)G、B的束電流,使得在這種條件下的R、G和B保持平衡。也就是說,設(shè)定對(duì)G、B的束電流,使其低于可能的最大電流。這樣一來,目前的狀況是CRT整體的亮度取決于R的發(fā)光效率。
改良熒光屏的熒光體本身的發(fā)光效率的方法,雖然一直在繼續(xù)進(jìn)行研究,但目前已處于頂點(diǎn)狀態(tài)。
一種想法是,依靠涂敷較厚的熒光體層,相對(duì)地增多熒光劑的量來提高亮度??墒?,近來為實(shí)現(xiàn)CRT的高精細(xì)度化,要使熒光屏的熒光體條變細(xì),必然使熒光體層變薄,熒光體的量就減少,于是亮度降低。圖3B給出了尺寸為20英寸的計(jì)算機(jī)顯示器的典型熒光體層。熒光體R與相鄰熒光體R之間的間距約0.3mm。通過屏面玻璃看的R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))各熒光體條的寬度Wp和碳條的寬度Wc都大約相同,為0.05mm(50μm)量級(jí)。涂敷50μm這樣極細(xì)的熒光體,對(duì)熒光體層的厚度也是有一定限制的。
為提高亮度,可改變熒光屏的碳條寬度Wc與熒光體條寬度Wp之比,使碳條寬度Wp變小,這樣可認(rèn)為熒光體條寬度Wp變大。可是,這時(shí)易因微小失準(zhǔn)的著屏點(diǎn)(電子束與熒光體條的位置偏移)而產(chǎn)生顏色改變,從而降低了圖像質(zhì)量。特別是高精細(xì)度CRT因熒光體條寬度Wp和碳條寬度Wc較小,因此對(duì)失準(zhǔn)的著屏點(diǎn)的允許量變得更小,難以實(shí)現(xiàn)增大該熒光體條寬度的嘗試。
下面討論使用與上述相同的熒光體,但依靠提高圖3A所示在熒光體與人眼之間的CRT屏面玻璃和安全玻璃(SP安全玻璃)1的透射率,來提高CRT亮度的嘗試,此時(shí),因伴隨有對(duì)比度按透射率2次方劣化的問題,而難以實(shí)施。因此,安全玻璃1和屏面玻璃3的總透射率一般在40~80%量級(jí)的范圍內(nèi)(下面將參照?qǐng)D3c詳細(xì)說明)。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題,提供不改變以往的電子槍、發(fā)光體層等,但能提高亮度的CRT。
按照本發(fā)明的CRT,在玻璃陰極射線管前面使用的屏面玻璃和安全玻璃中之任一個(gè)或者兩者,采用有下列特性的玻璃對(duì)波長為580~700nm附近的電磁波的光譜透射率相對(duì)高于對(duì)波長為430nm附近和對(duì)波長為530nm附近的電磁波的光譜透射率。
R、G、B各熒光體的發(fā)光效率不同,目前使用的熒光體中,R熒光體的發(fā)光效率最差。由于上述屏面玻璃和安全屏面玻璃中的兩者或者任一方,使用對(duì)于波長為580~700nm附近的電磁波有相對(duì)較高光譜透射率特性的玻璃,該玻璃在R區(qū)域的發(fā)光效率高,因而可提高亮度。再者,G和B的發(fā)光區(qū)域中,由于束電流有裕量,因而增加束電流來獲取RGB間的平衡。
圖1是展示與本實(shí)施例有關(guān)的CRT的圖,圖1A示出CRT的橫截面圖,圖1B示出其安全玻璃的光譜透射率的特性曲線。
圖2是在涉及本實(shí)施例的CRT中使用的安全玻璃的作用、效果的說明圖,圖2A示出玻璃熒光體RGB的光譜與相對(duì)能量之間關(guān)系的特性,圖2B示出與圖1相同的安全玻璃的光譜透射率特性。
圖3是展示CRT的圖,圖3A是CRT的橫截面圖,圖3B是安全玻璃、屏面玻璃和熒光體層的局部放大圖,圖3c是說明反射外部光線的狀態(tài)的圖。
下面,參照
本發(fā)明CRT的一實(shí)施例。圖1是說明涉及本實(shí)施例的CRT的示意圖。圖1A所示的本實(shí)施例的CRT在熒光屏前面的位置的安全玻璃1采用“青銅色玻璃”。本實(shí)施例中用的青銅色玻璃是薄板玻璃,玻璃種類是熱吸收板玻璃,玻璃品種是青銅色片,品種標(biāo)號(hào)為BZFL3,可見光總透射率特別指定為72.9%(板厚3mm時(shí))。另外,構(gòu)成CRT的電子槍(未圖示)、熒光體5等其它部件與以往的CRT相同。
與此相反,以往的CRT用“灰色玻璃”作安全玻璃?;疑A潜“宀A?,種類是熱吸收板玻璃,玻璃品種為灰色片,品種標(biāo)號(hào)為GRFL3,可見光總透射率特別指定在72.4%(板厚3mm時(shí))。
青銅色玻璃(本實(shí)施例)及灰色玻璃(現(xiàn)有技術(shù))都可從例如日本平板玻璃株式會(huì)社商業(yè)購得。
圖1B示出本實(shí)施例的CRT中用作安全玻璃的青銅色玻璃的光譜透射率特性(虛線),其中橫軸表示波長λ(nm),縱軸表示透射率(%)。再者,為比較,圖中同時(shí)示出了以往CRT用的灰色玻璃的光譜透射率特性(實(shí)線)。
如圖1所示,有關(guān)青銅色玻璃和灰色玻璃的RGB各發(fā)光區(qū)的透射率(%)如下所示。玻璃種類B(430nm) G(530nm) R(580~700nm)青銅色(本實(shí)施例) 71.0 71.0 74.0~80.7灰色(比較例) 73.3 72.0 71.2~80.7由圖1B可知,無論G的發(fā)光區(qū)還是B的發(fā)光區(qū),青銅色玻璃的透射率都相對(duì)地低于灰色玻璃的透射率。并且,在R的整個(gè)發(fā)光區(qū),青銅色玻璃的透射率都相對(duì)地高于灰色玻璃的透射率。
以往,都認(rèn)為應(yīng)選擇在RGB發(fā)光區(qū)上安全玻璃的光譜透射率特性大致均等的不帶特定顏色的玻璃材料??墒?,本實(shí)施例的特征在于,選擇如圖1B所示,相應(yīng)于RGB各熒光體的發(fā)光,具有預(yù)定的RGB發(fā)光區(qū)的光譜透射率特性的安全玻璃。
利用圖2,說明用這種青銅色玻璃作CRT安全玻璃的CRT的作用和效果。圖2A是表示R、G、B各玻璃熒光體的光譜特性(光譜形狀)的圖。橫軸表示來自熒光體發(fā)光的波長λ(nm)縱軸表示該發(fā)光體的相對(duì)能量e。此外,因?yàn)镽、G、B熒光體本身與以往的相同,所以該熒光體的光譜特性也與以往的CRT相同。
第2圖B與第1圖B相同,即表示安全玻璃1的光譜透射率特性,橫軸表示波長λ(nm),縱軸表示透射率(%)。此外,合適地調(diào)整圖2A和2B的橫軸上的波長λ值的位置,以便相對(duì)于各熒光體每一種發(fā)光波長λ便于讀取熒光體的相對(duì)能量e和安全玻璃的透射率t。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A。首先,圖示的橫軸上的波長λ(nm)范圍大體是人眼感光的可見光線(波長380nm~780nm的電磁波)。該波長λ的范圍內(nèi),根據(jù)示于縱軸上的各熒光體發(fā)光的相對(duì)能量感覺色彩。人眼將波長在430nm附近的電磁波感覺為B(青)色,將波長為530nm附近的電磁波感覺為G(綠)色,將波長為580~700nm附近的電磁波感覺為R(紅)色。
因此,在430nm附近有相對(duì)能量峰值的特性曲線是B熒光體的光譜特性,在530nm附近有相對(duì)能量峰值的特性曲線是G熒光體的光譜特性,在580~700nm附近有多個(gè)相對(duì)能量峰值的特性曲線是R熒光體的光譜特性。
圖2A中,一般來說,假若各峰的面積(光譜特性曲線的積分值)大,則感覺越亮,即亮度高。并且,假若各峰細(xì)瘦,則看起來鮮明,即色純度高,反之,假若峰粗胖,則顏色就不鮮明,R的熒光體為淺紅色,G的熒光體為淺綠色、B的熒光體為淺藍(lán)色,即色純度降低。
下面,請(qǐng)參照?qǐng)D2B所示的安全玻璃的光譜透射率特性。由于本實(shí)施例中采用青銅色玻璃作安全玻璃,因而其光譜特性與以往的玻璃不同。按照?qǐng)D1的說明可知,關(guān)于青銅色玻璃(本實(shí)施例)在RGB各發(fā)光區(qū)域的透射率無論在G的發(fā)光區(qū)還是在B的發(fā)光區(qū),其透射率都相對(duì)低于灰色玻璃(現(xiàn)有技術(shù)例)。并且,也可以知道在整個(gè)R的發(fā)光區(qū),青銅色玻璃的透射率都相對(duì)高于灰色玻璃的透射率。
由于使用了具有圖2B的光譜透射率特性的安全玻璃,對(duì)于通過該安全玻璃觀看RGB熒光體發(fā)光的觀察者而言,有如下所示的效果。
(1)在發(fā)光效率最差的R的發(fā)光區(qū)域,由于R的熒光體本身與以往的相同,其發(fā)光能量eR也與以往的相同,但與通過以往的灰色玻璃觀看時(shí)相比,通過R的發(fā)光區(qū)透射率tR相對(duì)較高的青銅色玻璃觀看其發(fā)光時(shí),可以看得相對(duì)明亮些。
(2)在發(fā)光效率較好的G、B兩個(gè)發(fā)光區(qū)域,由于G、B的熒光體與以往的相同,其發(fā)光能量eG、eB也分別與以往的相同,但通過G、B發(fā)光區(qū)的透射率tG、tB都較低的青銅色玻璃觀看其發(fā)光時(shí),與通過以往的灰色玻璃觀看時(shí)相比,看起來相對(duì)暗些。
以往,在R的發(fā)光區(qū)使束電流盡可能地設(shè)定為最大,在G、B的發(fā)光區(qū)則較低地設(shè)定它們各自的束電流,以對(duì)這時(shí)的R的亮度取得平衡。本實(shí)施例中,對(duì)觀測者的眼睛來說,與以往相比,看到R的亮度提高,而G、B的亮度降低。因此,為獲得R、G、B各亮度的平衡,與以往相比顯然應(yīng)當(dāng)增大G、B的各束電流。G、B的束電流并不是像上述那樣可能的最大電流,此外,因?yàn)橛懈辉_€可能提高各束電流。因此,(觀測者的眼睛所見)僅因?yàn)镽的亮度提高部分和(為了補(bǔ)償由于R發(fā)光區(qū)青銅色玻璃的透射率提高而亮度提高部分以及由于在G、B發(fā)光區(qū)青銅色玻璃的透射率降低而亮度降低部分)增加G、B的束電流使亮度提高部分,R、G、B的各亮度就提高,從而提高彩色CRT整體的亮度。
下面,通過計(jì)算可確認(rèn)該亮度的提高。NTSC制式的基準(zhǔn)白色設(shè)在D65(太陽光的平均白色,色溫約6500K)和D93(一般流行的看法帶一點(diǎn)藍(lán)的白色,色溫約9300K)。用D93計(jì)算的結(jié)果如下無安全板時(shí)的透射率為1.0,使用青銅色玻璃(本實(shí)施例)時(shí)的透射率為0.739,使用灰色玻璃(現(xiàn)有技術(shù))時(shí),透過率為0.715。因此,結(jié)果為0.739/0.715=1.0336,則R,即白色(white)的亮度提高。
下面,就本實(shí)施例比現(xiàn)有技術(shù)的色純度相對(duì)地更好進(jìn)行說明。該色純度的提高正是由于在R的發(fā)光區(qū)變好。如圖2A的熒光體的光譜特性曲線所示,在R的發(fā)光區(qū)580~700(nm)附近有多個(gè)相對(duì)能量eR的峰值。如上所示,峰看起來越細(xì)窄,色純度就越高,因此,如果對(duì)于波長580~640(nm)上的峰,透射率tR能提高,或者對(duì)于波長680~710(nm)的峰,透射率tR能降低,則R的色純度就提高。
如圖2B所示,使用本實(shí)施例的青銅色玻璃作安全玻璃的CRT,對(duì)波長為680~720(nm)區(qū)域上峰的透射率(約80~81.5%),與以往的灰色玻璃的透射率相同,對(duì)波長為590~640(nm)區(qū)域上峰的透射率(約74.0~74.5%),比以往的灰色玻璃的透射率(約71.0~71.6%)高。即與灰色玻璃相比,本實(shí)施例用的青銅色玻璃由于在590~640(nm)區(qū)域上熒光體R的透射光較大,因而波長580~640(nm)區(qū)域上的熒光體R的透射光的影響就相對(duì)較低。其結(jié)果,在R的發(fā)光區(qū)上色純度提高。
通常用D93或D65規(guī)定的白色(white)測量CRT的亮度。以往,大體上按R∶G∶B=2∶7∶1的比例發(fā)光,則可得到白色。若像本實(shí)施例這樣提高了R的色純度,則由于紅色有效的部分增多,可以相對(duì)地減小R的比例。例如假定用1.8∶7.1∶1.1的比例得到相同的白色。不過,因?yàn)橐酝腞能發(fā)出相當(dāng)于值2亮度的光,可能成為(1.8∶7.1∶1.1)的比例總體的2/1.8=1.1倍。因此,這時(shí)由于色純度的提高,總的亮度即白色的亮度成為1.1倍。
這樣一來,使用在R的發(fā)光區(qū)有較高透射率的青銅色玻璃,恰如使用對(duì)R發(fā)光體光譜的帶通濾波器一樣,使R的色純度提高,結(jié)果是提高了亮度。
根據(jù)計(jì)算確認(rèn)了伴隨這種色純度的提高而亮度增加。著眼于色度計(jì)算了D93的白色(white)100(cd/m2)時(shí)的R亮度。青銅色玻璃是21.3,灰色玻璃是21.8。因此,若使用以往的灰色玻璃時(shí)為100(cd/m2),則用青銅色玻璃時(shí)為100×(21.8/21.3)=102.35(cd/m2),亮度提高2.35%。
假若合計(jì)這種透射率提高以及色純度上升的效果,則為102.35(cd/m2)×1.0336=105.7(cd/m2),結(jié)果亮度提高5.7%,即根據(jù)計(jì)算也確認(rèn)了亮度的增加。D65時(shí),按照同樣的計(jì)算,可確認(rèn)亮度增加5.0%。
下面,附帶討論對(duì)比度。CRT圖象質(zhì)量的好壞取決于圖像的最高亮度與黑色信號(hào)電平亮度之比,即對(duì)比度的大小。假若(例如)就是亮度提高,而對(duì)比度C下降,而圖像質(zhì)量仍較低。對(duì)比度C可表示為C=CRT亮度/反射光照在CRT畫像上的亮度
=CRT亮度/(外來光×反射率)如圖3c所示,觀看裝有安全玻璃的CRT的場合,一旦室內(nèi)照明等外部環(huán)境光(外來光線)射入畫面時(shí),產(chǎn)生三種反射光,即由安全玻璃表面反射的反射光(1),由熒光體層一側(cè)的屏面玻璃1表面反射的反射光(2)和由熒光體反射的反射光(3)。其中,由于反射光(2)和反射光(3)與熒光屏的發(fā)光相混,增大了黑色信號(hào)電平亮度,因此存在表觀上對(duì)比度下降的問題。
這時(shí)由于CRT屏面玻璃和安全玻璃1的透射率降低,往復(fù)二次通過屏面玻璃和安全玻璃的反射光(2)、(3)按透射率的二次方衰減(即減小反射率),從而提高了對(duì)比度C(因此,一般使用使安全玻璃和屏面玻璃的總透射率降低至40~80%量級(jí)的。并且,這是使用降低稱為黑底(black face)透射率的CRT的原因。)。本實(shí)施例中,青銅色玻璃和灰色玻璃的總透射率大致相同。因此,只靠上述CRT亮度上升部分,也就能提高對(duì)比度C。更具體地說,由于青銅色玻璃的透射率高0.33%,可以期望亮度提高5%左右,認(rèn)為沒有影響。
仿照上述說明,本實(shí)施例中,由于目前開發(fā)的RGB熒光體中R的發(fā)光效率低于G、B的發(fā)光效率,因此使用R發(fā)光區(qū)域的光譜透射率高于G、B發(fā)光區(qū)域的各光譜透射率的玻璃,對(duì)R熒光體的束電流在可能范圍內(nèi)設(shè)定高一些,并對(duì)G和B熒光體的各束電流的設(shè)定要與R的亮度取得平衡。以此來說明實(shí)施例。
此外,作為本實(shí)施例有關(guān)安全玻璃已作了說明,然而在屏面玻璃及熒光體層5與觀測者之間存在的玻璃這一點(diǎn),都具有與安全玻璃同樣的問題。因此,有關(guān)說明本實(shí)施例的玻璃透射率的事項(xiàng),可以適用于安全玻璃和屏面玻璃。
此外,以往認(rèn)為有關(guān)CRT亮度的參數(shù)有兩種,即束電流(iR、iG、iB)和熒光體發(fā)光能量(亮度)(eR、eG、eB),但本實(shí)施例的特征在于,發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)整安全玻璃的透射率(tR、tG、tB)來達(dá)到亮度提高。本實(shí)施例可以說是對(duì)目前熒光體發(fā)光能量(亮度)eR、eG、eB間的參差不齊依靠安全玻璃透射率tR、tG、tB進(jìn)行補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。下面說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
也許在將來,出現(xiàn)與目前的現(xiàn)狀不同的情況,即通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員推進(jìn)了有關(guān)提高RGB各熒光體本身的亮度的開發(fā),RGB各熒光體發(fā)光效率的平衡,甚至在將來,例如R熒光體的發(fā)光能量eR還可能高于G、B熒光體的發(fā)光能量eG、eB。在這種場合,通過選擇一種安全玻璃,它的透射率之比tR∶tG∶tB大致相當(dāng)于各熒光體發(fā)光能量(亮度)值的倒數(shù)之比1/eR∶1/eG∶1/eB,以此來提高CRT的亮度。
將來,如果可任意控制玻璃的光學(xué)特性,則可以考慮進(jìn)行如下操作。對(duì)比度C可以用C=CRT的亮度/(外來光×反射率)來表示。一般,對(duì)比度高的,圖象質(zhì)量就好。迄此所述的實(shí)施例,通過提高反射率大致相同的CRT的亮度來提高對(duì)比度??墒窃趯?由于CRT的亮度、外來光、反射率都是各自獨(dú)立的變量),假若能夠不改變對(duì)比度C而能獲得透射率提高5%的玻璃,則因?yàn)槿鐖D3C的說明那樣,反射率與透射率的二次方成比例,可以依據(jù)CRT的亮度=對(duì)比度C×(外來光×反射率),得到1.052=1.10,即可以得到亮度提高10%的CRT。
關(guān)于提高CRT亮度的問題,就是在上述束電流、發(fā)光能量(亮度)和安全玻璃的透射率三種參數(shù)之間進(jìn)行調(diào)整和控制。其中,從電子槍壽命觀點(diǎn)來看,希望各束電流iR、iG、iB彼此相同或盡可能接近的值。從生成白色等各種顏色的觀點(diǎn)來看,希望熒光體的發(fā)光能量(亮度)eR、eG、eB能有盡可能接近的值或有所期望的比值。此外,從透過玻璃而不改變顏色的觀點(diǎn)來看,希望安全玻璃的透射率tR、tG、tB彼此相同或者盡可能接近的值。
結(jié)果,開發(fā)CRT時(shí),采用下列技術(shù)在這三種參數(shù)之間,按照當(dāng)時(shí)的需要及玻璃、熒光體等的技術(shù)狀況等,給出參數(shù)的優(yōu)先順序,固定優(yōu)先順序較高的參數(shù),改變優(yōu)先順序較低的參數(shù),從而調(diào)整該參數(shù)在RGB間的值,實(shí)現(xiàn)預(yù)定的RGB間亮度的平衡。
以上雖然對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明,但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。本發(fā)明的技術(shù)范圍根據(jù)記載的權(quán)利要求的范圍來決定。
按照本發(fā)明,可以進(jìn)一步提高了CRT的亮度。
權(quán)利要求
1.一種彩色陰極射線管,其特征在于在彩色陰極射線管前面使用的屏面玻璃和安全玻璃中之任一個(gè)或者兩者,采用有下列特性的玻璃對(duì)波長為580~700nm附近的電磁波的光譜透射率相對(duì)高于對(duì)波長為430nm附近和對(duì)波長為530nm附近的電磁波的分譜透射率。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管,其特征在于所述玻璃為青銅色玻璃。
3.一種彩色陰極射線管,在熒光體層的RGB各熒光體的相對(duì)能量之比為eR∶eG∶eB時(shí),選擇作為屏面玻璃和安全玻璃或者作兩者中之任一種的玻璃,它們在RGB各發(fā)光區(qū)域的透射率tR、tG、tB大體上與所述熒光體的各相對(duì)能量值的倒數(shù)之比1/eR∶1/eG∶1/eB成比例。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種不改變以住的電子槍、發(fā)光體層等,但可提高亮度的CRT。本發(fā)明涉及的陰極射線管的特征在于,在彩色陰極射線管前面使用的屏面玻璃和安全玻璃中的兩者或其中任一個(gè),采用有下列特征的玻璃對(duì)波長為580~700nm附近的電磁波的光譜透射率相對(duì)高于對(duì)波長為430nm附近和530nm附近的電磁波的光譜透射率。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1158184SQ96190700
公開日1997年8月27日 申請(qǐng)日期1996年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月9日
發(fā)明者左方篤, 烏羽知久, 安藤重夫, 永島勝 申請(qǐng)人:索尼公司