JPS6034781B2 - 陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なテレビジョン用陰極線管、詳しくは１本
の電子銃と白黒テレビジョン信号によって有彩色の表示
をする後光膜をもった新規なテレビジョン用陰極線管に
関するものである。

従来、テレビジョンの受像方式には大きく分けて白黒と
カラーの２種類があり、白黒には白黒テレビジョン陰極
線管が、カラーにはカラーテレビジョン陰極線管が使用
されている。

前者は１本の電子銃と無彩色の明度変化によって画像表
示をする蟹光膜を有するもので、後者は３本もしくは１
本の電子銃とそれぞれ赤、緑、青の３原色に発光し、電
子ビームの強度（電流密度）に応じて明度変化を示すド
ット状もしくはストライプ状の蟹光体をもって全体とし
て自然色の発光表示をする蟹光膜を有するものであり、
それぞれ白黒テレビジョン信号、カラーテレビジョン信
号によって電子銃が制御されて白黒画像、カラー画像を
表示するようになっている。白黒テレビジョンのように
無彩色の明度変化によって画像表示をするものでは画像
が非常に単調で面白味かないため、現在では自然色に発
光表示するカラーテレビジョンが広く普及し、使用され
ている。

しかしながら、カラーテレビジョンは撮影、送信、受信
ともに複雑な方式が要求され、高価であるため、設備上
の制約から、また経済的な条件から、白黒テレビジョン
を専ら使用している地域も多い。

また、同様の制約、条件により、用途によっては白黒テ
レビジョンを専ら使用している分野も少なくない。そこ
で、設備費が白黒テレビジョンのように比較的安価で、
しかも白黒テレビジョンにおける画像の単調さを解決し
たテレビジョンの方式が望まれているが、そのような要
望に応える方式は実現していないのが現状である。

従来の白黒テレビジョン方式をそのまま用いて、安価に
有彩色のテレビジョン画像表示を得ることは可能である
が、これでは画像の単調さは解決されない。すなわち、
陰極線管の蟹光膜を構成する青色発光蟹光体と黄色発光
蟹光体の混合比を変化させて青色（青白色）あるいは黄
色（黄白色）発光の蟹光膜とすれば単色の有彩色の明度
変化によろいわゆるモノカラーの画像表示ができる。し
かしながら、従来の蟹光膜に使用されている蟹光体はＺ
ｎＳ：Ａｇ蚤光体等のの電流密度の増加とともに輝度が
直線的に増加する青色発光蟹光体、すなわち直線的（リ
ニア）な電流密度−輝度特性を有する青色発光蟹光体と
、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ蟹光体、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：
Ｃい Ｎ蟹光体等の同じく直線的な電流密度−輝度特性
を有する黄色発光蟹光体との組合せからなるもので電流
密度−輝度特性が直線的になっている。そして、ダーク
レベル信号（０信号）乃至ハイライト信号の白黒テレビ
ジョン信号に対応してビーム電流を制御することにより
蟹光膜の発光輝度を制御し、その明度変化によって画像
を表示している。したがって、ビーム電流の変化に対応
して色彩が変化することはないから、画像の単調さは全
く改良されないばかりではなく、有彩色では明度変化の
範囲が無彩色に比較して狭いため無彩色の明度変化によ
る画像表示に比較してコントラストが低い表示となって
しまう。人間の眼は無彩色の明度変化すなわち白黒の変
化よりも色彩の変化に一層敏感であるので、白黒の変化
を色彩の変化に変えることによってこの画像の単調さを
改良することができる。

本出願人は、この考え方に基づいて研究を行ない、従来
の白黒テレビジョン方式の信号をそのまま使用しても、
ハイライト信号を白色で、ハイライト信号とダークレベ
ル信号の中間の信号を明度によって連続的に色彩の変化
する有彩色で表示すれば、白黒テレビジョン方式にみら
れる画像の単調さを改良するとともに観察者の色彩情緒
を充分満足させることが可能な、これまでにはなかった
全く新しい色調の画像を得ることができることを見出し
た。

本発明は、この新しい考え方において有用な後光膜、す
なわち、従来の白黒テレビジョン信号に対応した電子ビ
ームで照射したとき、ハイライト信号を白色に表示し、
ハイライト信号とダークレベル信号の中間の信号を明度
によって連続的に色彩を変化する有彩色で表示する蟹光
膜をもった陰極線管を提供することを目的とするもので
ある。

本発明の陰極線管は上述のように白黒テレビジョン信号
をそのまま使用するから、従来の白黒テレビジョンの設
備をそのまま使うことができ、また、白黒の変化を色彩
の変化に変え、ハイライト信号を白色で示すようにした
から、単調でなく面白味のある新しい色調の画像を安価
に得ることができ、従釆の白黒、カラーの２種類の方式
の他に有用な１方式を提供するもので、工業的価値は著
大なものである。また、周知のようにカラーテレビジョ
ン （ＮＴＳＣ方式）では輝度信号（Ｙ信号）と色信号（１
，Ｑ信号）を使用して画像を記録、再生しており、この
輝度信号（Ｙ信号）は従来の白黒テレビジョンの輝度信
号に相当するものでであるから（例えば、オーム社「電
子工学ポケットブック」第３版１２−１５白欄第１２行
参照）、本発明においては、この輝度信号も前述の白黒
テレビジョン信号として使用することができる。

したがって、本発明の陰極線管を使用する方式では従釆
のカラーテレビジョンの設備もそのまま使用することが
できる。なお、本明細書においては、このカラーテレビ
ジョンにおける輝度信号も含めて「白黒テレビジョン信
号」と称することとする。以下、本発明の陰極線管の構
成、作用を詳細に説明する。

本発明の陰極線管の構成は、第１図に示すように後光膜
を除いては従来の白黒テレビジョン陰極線管と全く同じ
である。

すなわち本発明の陰極線管はフアネルーのネック部２に
１本の電子銃３を有し、該電子銃３に対向するフェース
プレート４上全面に蟹光膜５が形成されたものである。
このように構成された陰極線管において、前記蟹光膜は
２つ以上の発光バンドを有する単一蟹光体からなり、少
なくともそのうちの１つの発光バンドが非直線的（ノン
リニア）な電流密度一隆度特性を有し、その蟹光膜の発
光色がビーム電流に対応してＣＩＥ表色系の白色を含ん
で連続的に変化することを特徴とするものである。なお
、符号６は電子銃２から発射され、蟹光膜５上に照射さ
れる電子ビームを示す。非直線的（ノンリニア）な電流
密度−輝度特性とは、電流密度の増加とともに輝度の直
線性が失われることを言い、この非直線的な電流密度−
輝度特性を有する蟹光体はサブリニア型とスパーリニア
型とに分類される。

サブリニア型蟹光体とは電流密度の増加とともに輝度が
直線からそれて下向く（輝度の増加の勾配配が小さくな
る）ものを言い、スーパーリニア型蟹光体とは逆に上向
く（輝度の増加の勾配が大きくなるなる）ものを言う。
２つ以上の発光バンドを有する蟹光体の発光色は各発光
バンドにおける蟹光体の発光色および発光量（輝度）に
よって決まるものであるが、上述の非直線的な電流密度
−輝度特性を有する発光バンドを少なくとも１つ含む単
一蟹光体からなる本発明陰極線管の蟹光膜は、該蟹光膜
を構成する単一蟹光体の各発光バンドの輝度の比率がビ
ーム電流の変化に対応して連続的に変化するため、ビ−
ム電流の変化に対応してその発光色の色彩を連続的に変
化させる。

以上述べたように本発明陰極線管の蟹光膜は少なくとも
１つの発光バンドが非直線的な電流密度−輝度特性を有
する２つ以上の発光バンドをもった単一袋光体からなり
、その発光色はビーム電流の変化に対応して連続的に変
化するものであるが、この蟹光膜が具備すべきもう１つ
の重要な特性は、ビーム電流の変化に対応して連続的に
変化する発光色の中に白色を含むことである。

先に述べたように、白黒テレビジョン信号を用いて明度
とともに色彩を変化させる新しい画像表示方式において
は、ハイライト信号は白色で表示されるものであるから
、．ビーム電流の変化に対応して連続的に変化する発光
色の中に白色を含まない蟹光膜は本発明陰極線管の麓光
膜として使用することができない。上述の白色とは第２
図のＣＩＥ表色系色度座標中斜線で示される領域、すな
わちＣＩＥ表色系の白色を指すものである。本発明陰極
線管の蟹光膜に用いられる蟹光体は、基本的には少なく
とも一方が非道線的な電流密度−輝度特性を有し、かつ
それぞれのＣＩＥ表示系発光色度点を結ぶ直線が、第２
図の斜線で示される白色の領域を通過するような２つの
発光バンドを有する単一後光体である。

第３Ａ〜３Ｃ図はこのような２つの発光バンドを有する
単一蟹光体を用いた本発明陰極線管の蟹光膜における各
発光バンドの電流密度−輝度特性を概略的に示すもので
あり、第３Ａ図は２種類の蚤光体がサブリニア型発光バ
ンドＡとＩＪニア型発光バンドＢである場合、第３Ｂ図
は２つの発光バンドがリニア型発光バンドＡとスーパー
リニア型発光バンドＢである場合、第３Ｃ図は２つの発
光バンドがサブリニア型発光バンドＡとスーパーリニア
型発光バンドＢである場合である。第３Ａ〜３Ｃ図の本
発明陰極線管の蟹光膜において、電流密度ｌｏ以下の領
域においては発光バンドＡの輝度が発光バンドＢのそれ
よりも勝っているので、この領域においては蟹光膜の発
光色は常に発光バンドＡの発光色が優勢な温色となる。
一方電流密度がｌｏ以上の領域においては逆に発光バン
ドＢの発光量が発光バンドＡのそれよりも勝るようにな
るので、この領域においては蟹光膜の発光色は常に発光
バンドＢの発光色が優勢な混色となる。従って蟹光膜の
発光色は電流密度の増加に対応して発光バンドＡの発光
色が優勢な混色から発光バンドＢの発光色が優勢な混色
へと連続的に変化する。この発光色の変化の様子をＣＩ
Ｅ表色系で述べると、発光色は電流密度の増加に対応し
て両発光バンドの発光色度点を結ぶ直線上を発光バンド
Ａの発光色度点付近から発光バンドＢの発光色度点方向
に向かって連続的に移動することになる。今電流密度が
１，乃至１２の領域で蟹光膜が白色発光を示すように、
換言すれば電流密度が１，乃至１２の領域で蟹光膜のＣ
ＩＥ表色系発光色度点が第２図の斜線で示される白色領
域内にくるようにし、かつハイライト信号が１，乃至１
２の範囲内の適当な電流密度値をとりうるように白黒テ
レビジョン信号−電子ビーム変換を行なうと、ハイライ
ト信号は白色に、ハイライト信号からダークレベル信号
にかけての各信号は発光バンドＡと発光バンドＢの発光
色度点を結ぶ直線上を白色から発光バンドＡの発光色度
点方向に向かって連続的に変化する有彩色に表示され、
本発明の目的とする新しい画像表示方式が実現される。
なお努光体は第３Ａ〜３Ｃ図の後光体の様に高電流密度
において白色発光を示す蟹光体であるのが好ましい。こ
れは、低あるし、は中電流密度において白色発光を示す
蟹光体である場合、ハイライト信号とダークレベル信号
の中間の各信号における有彩色変化幅が狭くなるばかり
でなく、蓬度不足のために表示画面が暗くなってしまう
からである。また発光バンドＡおよびＢの電流密度−輝
度特性として第３Ｃ図のように一方をスーパーリニア型
発光バンドとし、もう一方をサブリニア型発光バンドと
すれば、一定の電流密度範囲において両発光バンドの輝
度比率幅をより広くとることができるので、この蟹光体
を用いれば色彩変化幅の広い後光膜を得ることができる
。以上、２つの発光バンドを有する蟹光体を用いる場合
について説明したが、本発明に使用する陰極線管の蟹光
膜はこれに限られるものではなく、３つ以上の発光バン
ドを有し、そのうちの少なくとも１つが非直線的な電流
密度−輝度特性を有し、かつその蟹光膜の発光色がビム
電流の変化に対応してＣＩＥ表色系の白色を含んで連続
的に変化するような蟹光体であってもよいことは言うま
でもない。

本発明陰極線管の蟹光膜に用いられる蟹光体としてはＣ
ａＧａ４０７：Ｍｎ蟹光体、ＢｅＧａ２０４：Ｍｎ蟹光
体、茂２Ｓｉ０４：Ｍｎ蟹光体等が挙げられる。

前記３種類の蟹光体はいずれもサブリニア型の付活剤Ｍ
ｎ発光バンドとスーパーリニア型の母体発光バンドとか
らなる２つの発光バンドを有しており、しかしてこれら
３種類の蟹光体を電子銃にて励起する場合、その発光色
はいずれも電流密度の増加に対応して黄色から白色へと
連続的に変化する。すなわち低電流密度においては付活
剤Ｍｎによる５７仇腕前後の黄色発光が顕著に現われ、
この黄色発光光量は電流密度の増加に従ってサブリニア
に増加しある電流密度値以上においてはその発光量は飽
和に達してしまう。一方母体による青色発光光量は低電
圧においては非常に少ないものであるが電流密度の増加
に従ってスーパーリニアに増加する。従って付活剤肌ｎ
による黄色発光光量と母体による青色発光光量との比率
は電流密度の増加に対応して連続的に変化し、該蟹光体
の発光色は電流密度の増加に対応して黄色から黄色と青
色が混合された白色へと連続的に変化するのである。第
４Ａ図および第４８図はそれぞれ電流密度値が０．１ム
Ａ／ｃ嫌および１０一Ａ／のにおけるＣａＧａ４０７：
Ｍｎ蟹光体（Ｍｎ付活量は３×１０‐５ｇ原子／ｍｏｌ
）の発光スペクトルをいずれも付活剤Ｍｎによる５７３
肌の発光バンドピークにて正規化して示すものである。
第４Ａ図、すなわち電流密度値０．１仏Ａ／のにおける
発光色はほぼ黄色であり、そのＣＩＥ表色系発光色度点
は第５図の色度点Ｙ（×＝０．４７２、Ｙ＝０．４６０
）である。一方第４８図、すなわち電流密度値１０山Ａ
／のにおける発光色は白色であり、そのＣＩＥ表色系発
光色度点は第５図の色度点Ｗ（Ｘ＝０．３７０、Ｙ＝０
．３７２）である。従ってこのＭｎ付活量が３×１０‐
５ｇ原子／ｍｏｌであるＣａＧａ４０７：Ｍｎ蟹光体を
蟹光膜とした陰極線管においては、ハイライト信号の電
流密度値が１０ムＡ／のとなるように白黒テレビジョン
信号一電子ビーム変換をセットすることによって、ハイ
ライト信号は色度点Ｗの白色に、ハイライト信号からダ
ークレベル信号にかけての各信号は色度点Ｗと色度点Ｙ
を結ぶ直線上をＷからＹ方向に向かって連続的に移動す
る有彩色に表示することができる。本発明の陰極線管は
白黒テレビジョン信号と組み合わせて用いることによっ
て、従釆の白黒テレビジョン方式にみられる様な画像の
単調さのない、観察者の色彩情緒を充分満足させること
が可能な全く新しいトーンの画像表示を容易に行なうこ
とができるものであり、その工業的利用価値は前述のよ
うに著大なるものである。

【図面の簡単な説明】 ・第１図は白黒テレビジョ陰極線管の概略構成図である
。 第２図はＣＩＥ表色系の白色を色度座標中に示すもので
ある。第３図は２つの発光バンドを持つ蟹光体を用いた
本発明陰極線管の蟹光膜における各発光バンドの電流密
度−輝度特性を概略的に示すものであり、第３Ａ図は２
つの発光バンドがサブリニア型発光バンドＡとｌｉニア
型発光バンドＢである場合、第３ｂ図は２つの発光バン
ドがリニア型発光バンドＡとスーパーリニア型発光バン
ドＢである場合、第３ｃ図は２つの発光バンドがサブリ
ニア型発光バンドＡとスーパーリニア型発光バンドＢで
ある場合をそれぞれ示すものである。第４Ａ図および４
Ｂ図はそれぞれ電流密度が０．１仏Ａ／のおよび１０山
Ａ／のにおけるＭｎ付活量が３×１０も原子／ｍｏｌで
あるＣａ○ａ４０７：Ｍｎ蟹光体の発光スペクトルを、
いずれも付宿剤Ｍｎによる５７３肋の発光バンドピーク
にて正規化して示すものである。第５図はＭｎ付活量が
３×１０‐５ｇ原子／ｍｏｌであるＣａＧａ４０７：Ｍ
ｎ蟹光体の電流密度値０．１ｒＡ／のにおける発光色度
点Ｙおよび亀流密度値１０ムＡ／仇における発光色度点
ＷをＣＩＥ表色系色度座標中に示すものである。１・・
・・・・フアネル、２・・・・・・ネック部、３・…・
・電子銃、４・・・・・・フェースプレート、５…・・
・蟹光膜、６．・・・・・電子ビーム。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩ■Ｇ．２ ＦＩＧ．３Ａ ＦＩＧ．３Ｂ ＦＩＧ．３Ｃ ＦＩＧ．４Ａ ＦＩＧ．４Ｂ ＦＩＧ．５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １本の電子銃と、該電子銃に対向するフエースプレ
   ート上全面に螢光膜を有するフアネルからなる陰極線管
   において、前記螢光膜が２つ以上の発光バンドを有する
   単一螢光体からなり、少なくともそのうちの１つの発光
   バンドを有する単一螢光体からなり、少なくともそのう
   ちの１つの発光バンドが非直線的な電流密度−輝度特性
   を有し、その螢光膜の発光色がビーム電流の変化に対応
   してＣＩＥ表色系の白色を含んで連続的に変化し、かつ
   、その螢光膜が白黒テレビジヨン信号に対応した電子ビ
   ームで照射したときハイライト信号を白色に、ハイライ
   ト信号とダークレベル信号の中間の各信号を有彩色に表
   示することを特徴とする陰極線管。