專利名稱：陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極射線管(CRT)，尤其是涉及具有增強(qiáng)了的亮度、對(duì)比度和色彩的CRT。
CRT是一種顯示裝置，其中，以虛線狀或條狀設(shè)置在黑色基體(black matrix)(BX)中的紅(R)、藍(lán)(B)和綠(G)螢光體(phosphor)因受到發(fā)自電子槍的電子束的沖擊而發(fā)出彩色的光時(shí)顯示圖象。
圖1是CRT中的螢光體屏幕的示意圖?？梢?jiàn)光就光源而言分為兩類一種光是從受到電子沖擊的螢光體發(fā)出的光1，而另一種光是環(huán)境光因CRT背反射(back reflection)的光。同時(shí)，CRT反射的光包括在CRT中的玻璃板外表面上反射的光2和透過(guò)該玻璃、然后由螢光體背反射出來(lái)的光3。由熒光體所發(fā)出的光1具有預(yù)定波長(zhǎng)的峰值，通過(guò)組合光1用來(lái)以所需的色彩顯示圖象。因環(huán)境光在可見(jiàn)范圍內(nèi)有連續(xù)波長(zhǎng)，所以被反射的環(huán)境光的波長(zhǎng)與發(fā)自熒光體的光的波長(zhǎng)不同，因而降低了屏幕的對(duì)比度。
圖2展示了P22系列熒光體的光發(fā)射圖譜。ZnS∶Ag熒光體1在450nm處有主峰值。ZnS∶Au.Cu.Al熒光體2在540nm處有寬度約為130nm的發(fā)射峰值，而Y2O2S∶Eu熒光體3在630nm處有陡峭的主發(fā)射峰值。但，圖1的被反射的環(huán)境光2和3是白色光源，它們?cè)谡麄€(gè)可視范圍內(nèi)有連續(xù)的光譜，從而它們與熒光體發(fā)射的光不同，包括了在圖2中的熒光體的發(fā)射峰值間的波長(zhǎng)的光。寬的熒光體B和G的峰在490nm和580nm附近彼此重疊，因而使對(duì)比度和色彩純度變差。為增強(qiáng)CRT中的色彩純度，應(yīng)降低490nm和580nm附近處的光的發(fā)射和反射。
改進(jìn)CRT熒光屏的對(duì)比度的常規(guī)方法是降低CRT板中的玻璃的透射率。CRT板中的玻璃包括對(duì)于可見(jiàn)光而言，為75％或更高的光透射率的透明玻璃，透射率為50-60％或更高的半著色的玻璃及透射率為40-50％的深著色的玻璃。圖3展示了這些玻璃的透射率分布。在圖3中，透明玻璃(a)、半著色玻璃(c)和深著色的玻璃(d)展示了在整個(gè)可視范圍內(nèi)的基本恒定的透射率。若為增強(qiáng)對(duì)比度使玻璃的透射率下降，則減小了亮度。若使透射率增大，則對(duì)比度下降而亮度加大。因此，不能通過(guò)調(diào)整透射率同時(shí)加大亮度和對(duì)比度。
為解決此問(wèn)題，已推薦在玻璃中加釹(Nd)的技術(shù)。在圖3中，曲線b代表含Nd玻璃的透射率分布。該Nd-玻璃以570-590nm附近的主吸收峰和520-530nm處的次吸收峰展示了有選擇的透射率。這2個(gè)吸收帶位于該熒光體的光發(fā)射區(qū)之間，從而不改變?cè)摕晒怏w的光發(fā)射區(qū)處的透射率，該Nd-玻璃可吸收除光發(fā)射區(qū)的光之外的光，因而增強(qiáng)了亮度和對(duì)比度。同時(shí)，Nd-玻璃可吸收580nm附近的光，而這對(duì)改善對(duì)比度和色彩純度是至關(guān)重要的，因此也可增大色彩純度。
但，雖然Nd-玻璃可改進(jìn)亮度和對(duì)比度特征，但選用Nd-玻璃的CRT不象選用了半著色的，或深著色玻璃的著黑色的CRT那樣，其淺藍(lán)顏色為觀看者所厭煩。還有，選用了Nd-玻璃的CRT的反射率不夠低。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高亮度和增強(qiáng)了的對(duì)比度及色彩重現(xiàn)范圍(color reproduction range)特性的陰極射線管(CRT)。
因此，為達(dá)到上述目的，作為在本文中被具體化的和廣義地定義的本發(fā)明提供了一種陰極射線管(CRT)，它具有一種熒光屏幕(phosphor screen)，其中在板的內(nèi)側(cè)，紅、綠和藍(lán)色熒光體以虛線狀或條狀被置于黑色的基體內(nèi)，在板的外側(cè)，該CRT包括一低反射性的涂層，該低反射性涂層在480-600nm附近處的反射率為2.0％或更低，其中該板是用含0.1-1.5重量％的釹(Nd)和0.1-0.7重量％鐠(Pr)的玻璃構(gòu)成的。
該板最好還含鎳(Ni)和鈷(Co)，而且Ni和Co的重量比大于15∶1。該低反射性的涂層可包括由二氧化硅形成的第一涂層；由反射率高于二氧硅的材料構(gòu)成的第二涂層。第二層的材料最好選自銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)和銀Ag。
可取的是，該紅熒光體是Y2O2S∶Eu，綠熒光體是ZnS∶Au.Cu.Al或ZnS∶Cu，Al，而藍(lán)熒光體為ZnS∶Ag。該紅、綠和藍(lán)熒光體還可分別涂以紅、綠和藍(lán)色的顏料。涂在各熒光體上的顏料的量最好這樣調(diào)節(jié)使短波長(zhǎng)的反射率比長(zhǎng)波長(zhǎng)的反射率低5％或更低。還可采用在本領(lǐng)域中通用的任何顏料。
通過(guò)參閱附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施方案將使本發(fā)明變得更為明確。
圖1是陰極射線管(CRT)的熒光屏的剖面圖；圖2展示了P22系列熒光體的光發(fā)射圖譜；圖3展示了用于CRT的各類玻璃的透射率分布；圖4展示添加了各種材料的玻璃的透射率分布；
圖5展示了添加了各種材料的玻璃在P22光源下該玻璃的透射率色彩座標(biāo)系；圖6展示了涂有顏料的熒光體的反射率分布；圖7展示了按各種條件制成的CRT的反射色彩座標(biāo)系；圖8對(duì)比地展示了符合本發(fā)明的實(shí)施方案的CRT和常規(guī)CRT的色彩重現(xiàn)范圍。
在圖4中，a是含Nd玻璃的光透射率分布曲線；b是含Nd和Pr的玻璃的光透射率分布曲線；c是除了Nd和Pr外還含Ni和Co的玻璃的光透射率分布曲線，其中Ni與Co的重量比大于15。
如曲線b所示，在加Pr的情況下，在420-470nm附近形成新的吸收帶，從而減少了接近藍(lán)色的透射率，因此減少了該板的，不希望有的帶藍(lán)色的外觀。在藍(lán)熒光體峰邊界處的470nm附近的吸收帶還加強(qiáng)了色彩純度。在按大于15∶1的比率進(jìn)一步加Ni和Co的情況下，530nm以下的透射率比530nm以上的透射率低約20％，從而使板玻璃看起來(lái)發(fā)藍(lán)程度降低。
在該玻璃中的Nd的量最好為玻璃重量的0.1-1.5重量％。若Nd含量小于0.1重量％，則其吸收峰過(guò)小，因而加Nd的效果不夠。若Nd含量大于1.5重量％，則成本上升，使亮度和色彩純度的改善不合算。出于這些原因，最好將玻璃中的Pr量定為0.1-0.7重量％。
圖5展示了在P22光源下，各種類型玻璃的透射色彩的座標(biāo)(transmission colorcoordinates)。在圖5中，a代表半著色玻璃的色彩座標(biāo)；b代表含Nd玻璃的透射色彩的座標(biāo)；c代表含Nd和Pr玻璃的透射色彩的座標(biāo)；d代表含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃的透射色彩的座標(biāo)。如圖5所示，該半著色玻璃的色彩座標(biāo)為(0.284，0.316)；含Nd玻璃的色彩座標(biāo)為(0.278，0.295)，這明顯地向藍(lán)色調(diào)飄移。但，可以確定，通過(guò)加Pr，該色彩座標(biāo)可向半著色玻璃的色彩座標(biāo)回轉(zhuǎn)，結(jié)果達(dá)到(0.286，0.304)。在530nm或更小的短波長(zhǎng)區(qū)處的透射率因以15∶1的重量比加Ni和Co而下降的情況下，該玻璃的色彩座標(biāo)(0.295，0.313)接近達(dá)到半著色玻璃的色彩座標(biāo)。
這里，含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃的X座標(biāo)比半著色玻璃的X座標(biāo)稍高，從而使之在P22光源或C光源下具有稍紅的色調(diào)。但，在具有強(qiáng)的短波長(zhǎng)的熒光下，如辦公室或家中的熒光下，這種玻璃具有深藍(lán)的色調(diào)。因此，本發(fā)明的，采用了含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃的CRT在通常的光照條件下顯示出具有可以接受的透射色彩。
圖6展示了涂有顏料的熒光體的光反射率分布。在本發(fā)明中，Y2O2S∶Eu可被用于紅色；ZnS∶Au，Cu，Al或ZnS∶Cu.Al熒光體可被用于綠色；而ZnS∶Ag熒光體可被用于藍(lán)色。另外，熒光體也可分別涂以紅、綠和藍(lán)色顏料。涂在各熒光體上的顏色的量最好這樣確定使短波長(zhǎng)的環(huán)境光的反射率比長(zhǎng)波長(zhǎng)環(huán)境光的反射率低5％或更低?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域中公知的任何顏料。
在圖6中，a代表涂了藍(lán)色顏料的藍(lán)熒光體的情況；b代表涂了綠顏料的綠熒光體的情況；c代表涂了紅顏料的紅熒光體的情況；d代表這3種熒光體各種波長(zhǎng)的平均透射率。
涂有紅顏料的紅熒光體的反射率(曲線c)在波長(zhǎng)小于580nm處急劇下降，而涂有綠顏料的綠熒光體(曲線b)在580-650nm處顯示出反射率急劇下降。涂有藍(lán)顏料的藍(lán)熒光體的反射率(曲線a)在500-670nm附近急劇下降。在此CRT的熒光屏中，紅、綠和藍(lán)色熒光體以虛線或條狀彼此分開(kāi)。因此，通過(guò)如上所述地在各熒光體上涂以顏料，在不希望的波長(zhǎng)處該熒光屏的反射率不損失亮度。在整個(gè)熒光屏上，反射率分布(曲線d)在530nm或更低的短波長(zhǎng)處的反射率比高于約530nm處的反射率低約15％，從而除使反射率降低外，還可使CRT所反射的光的色彩被適當(dāng)調(diào)節(jié)。
圖7展示了在C光源下，CRT的反射色彩座標(biāo)。在圖7中，a代表采用帶有未經(jīng)涂覆的熒光體的半著色玻璃的情況；b代表采用含Nd的玻璃，熒光體未經(jīng)涂覆的情況；c代表采用含Nd和Pr的玻璃，熒光體未經(jīng)涂覆的情況；d代表采用含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃，熒光體未經(jīng)涂覆的情況；e代表采用含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃，熒光體涂有顏料的情況；f代表采用含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃和涂有顏料的熒光體的情況。此外，在f的情況下，CRT被覆以在480-600nm附近的反射率為2.0％或更低的低反射率涂層。
以a標(biāo)識(shí)的色彩座標(biāo)為(0.308，0.320)，而以b標(biāo)識(shí)的色彩座標(biāo)為(0.286，0.291)，它呈藍(lán)色。但，如在c的情況下所示，通過(guò)往含Nd的玻璃中加Pr可以減少該兩座標(biāo)值之間的差，因而使以曲線(b)標(biāo)識(shí)的該色彩座標(biāo)向(0.292，0.304)飄移。當(dāng)以大于15∶1的重量比向該含Nd和Pr的玻璃中加Ni和Co時(shí)，該色彩座標(biāo)還進(jìn)一步向(0.307，0.312)飄移，這樣就使該玻璃具有與半著色玻璃大致相同的顏色。在為改善對(duì)比度和CRT本身顏色而同時(shí)采用涂有顏料的熒光體和含Nd、Pr、Ni和Co的玻璃的情況e下，色彩座標(biāo)為(0.311，0.316)。通過(guò)在玻璃(f)的表面上，涂上480-600nm處的最小反射率為2％或更低的低反射性涂層可進(jìn)一步改善CRT的反射色彩，導(dǎo)致與CRT色彩互補(bǔ)(complementary)的干涉色彩(interference color)。f情況的色彩座標(biāo)為(0.314，0.321)。從這些結(jié)果可以確定，CRT的反射色彩座標(biāo)可通過(guò)涂以低反射性涂層而產(chǎn)生與該CRT的色彩互補(bǔ)的干涉色，從而接近于半著色玻璃的反射色彩座標(biāo)。
該低反應(yīng)性涂層最好包括用二氧化硅制成的第一涂層和用反射率比二氧化硅的反射率高的材料制成的第二涂層。第一和第二涂層可重復(fù)堆積從而形成多層結(jié)構(gòu)。第二層最好包括多個(gè)層，其中每層的反射率順序改變。第二層所用的材料可包括銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)和銀(Ag)。
在c光源下的X座標(biāo)值比半著色玻璃的該值稍高。但，在具有強(qiáng)的短波長(zhǎng)的熒光下，如辦公室和家中的光下，CRT顯得有深藍(lán)的色調(diào)。因此，本發(fā)明的CRT在各種通普光源下都是可以接受的。
圖8對(duì)比地展示了本發(fā)明的和常規(guī)的CRT的色彩發(fā)射范圍。在圖8中，a相當(dāng)于圖7中的a的情況，b相當(dāng)于圖7中的f的情況。在采用半著色玻璃和未涂覆的熒光體的情況下，該色彩發(fā)射范圍a得自包括R(0.630，0.330)、B(0.143，0.066)和G(0.295，0.596)的三個(gè)單色彩座標(biāo)。同時(shí)，在采用含Nd和Pr及重量比大于15∶1的Ni和Co的玻璃和涂有顏料的熒光體、并且形成在480-600nm處有低反射率的低反射率涂層的情況下，色彩發(fā)射范圍b得自包括R(0.660，0.315)，B(0.140，0.055)和G(0.255，0.558)的三個(gè)單色彩座標(biāo)。如從圖8可知，本發(fā)明的CRT的色彩發(fā)射范圍b比色彩發(fā)射范圍a增大。
由Nd形成的570-590nm附近的主吸收帶和520-530nm附近的次吸收帶及由Pr形成的420-470nm附近的次吸收帶位于各熒光體的光發(fā)射區(qū)的邊界處，從而有效地抑制了會(huì)降低CRT的對(duì)比度和色彩純度的光的發(fā)射和反射。結(jié)果改善了每個(gè)熒光體發(fā)出的光的單色，增大了CRT的重現(xiàn)范圍。
如上所述，在本發(fā)明的CRT中，與采用半著色的玻璃和未涂覆的熒光體的CRT相比，亮度改善了約20％，對(duì)比度改善了約20％，色彩重現(xiàn)范圍改善了約30％。同時(shí)，CRT本身的反射色彩可被加強(qiáng)，而在現(xiàn)有技術(shù)中CRT本身的反射色彩因向玻璃中加Nb而變得令人討厭。
本發(fā)明的CRT在亮度和對(duì)比度特征方面均被改進(jìn)、因而具有加大了的色彩重現(xiàn)范圍。在外界光照下CRT本身的令人討厭的色彩可被減少。
權(quán)利要求
1.陰極射線管CRT，它具有熒光屏，其中在板的內(nèi)側(cè)，紅、綠和藍(lán)色熒光體以虛線狀或條狀圖形設(shè)置在黑色基體中，在板的外側(cè)，該CRT包括一低反射性涂層，該低反射性涂層在480-600mm附近的反射率為2.0％或更低，其中，該板是用含0.1-1.5重量％的釹Nd和0.1-0.7重量％的Pr的玻璃形成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的陰極射線管，其中該板還含鎳Ni和鈷Co。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的陰極射線管，其中Ni和Co的重量比大于15∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的陰極射線管，其中低反射性涂層包括由二氧化硅形成的第一涂層；和由反射率比二氧化硅的反射率高的材料形成的第二涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的陰極射線管，其中第二涂層的材料選自銦錫氧化物(ITO)、銻錫氧化物(ATO)及銀(Ag)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的陰極射線管，其中低反射性涂層具有的結(jié)構(gòu)中，第一和第二涂層相互重復(fù)地堆積。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的陰極射線管，其中低反射性涂層的第二涂層具有多層結(jié)構(gòu)，其中每層的反射率不同，而且各層的反射率順次增大或減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的陰極射線管，其中低反射性涂層的第二涂層具有多層結(jié)構(gòu)，其中每層的反射率不同，而且各層的反射率順次增大或減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的陰極射線管，其中低反射性涂層的第二涂層具有多層結(jié)構(gòu)，其中每層的反射率不同，而且各層的反射率順次增大或減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的陰極射線管，其中紅熒光體是Y2O2S∶Eu、綠熒光體是ZnS∶An、Cu、Al或ZnS∶Cu，Al，而藍(lán)熒光體是ZnS∶Ag。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的陰極射線管，其中紅、綠和藍(lán)熒光體分別涂有紅、綠和藍(lán)色顏料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的陰極射線管，其中涂在各熒光體上的顏料量經(jīng)調(diào)節(jié)，使短波長(zhǎng)的反射率比長(zhǎng)波長(zhǎng)的反射率低5％或低更多。
全文摘要
陰極射線管,在其熒光屏中,于板的內(nèi)側(cè)以虛線狀或條狀圖形在黑色的基體中設(shè)置了紅、綠和藍(lán)色熒光體,于板外側(cè)設(shè)有低反射性涂層,涂層在480—600nm附近的反射率為2.0%或更小,其中該板用含0.1—1.5重量%Nd和0.1—0.7重量%Pr的玻璃構(gòu)成。該CRT具有改進(jìn)了的亮度和對(duì)比度特征,具有加大了的色彩重現(xiàn)范圍。在外界光照下CRT本身的令人不快的色彩問(wèn)題也得以解決。
文檔編號(hào)H01J29/20GK1265520SQ00104700
公開(kāi)日2000年9月6日 申請(qǐng)日期2000年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
發(fā)明者尹泰逸, 丁鐘仁, 盧昌錫 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社