DE1280285B - Cathode ray tubes for reproducing color television pictures - Google Patents

Description

Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder Die Erfindung betrifft eine verbesserte Kathodenstrahlröhre für die Verwendung in einem Farbfernsehempfänger.Cathode ray tube for displaying color television pictures The invention relates to an improved cathode ray tube for use in a color television receiver.

Nach der vorliegenden Erfindung besteht eine Kathodenstrahlröhre zur Farbwiedergabe aus einem Leuchtschirm, welcher Leuchtstoffe enthält, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren. Die erfindungsgemäße Röhre ist dadurch gekennzeichnet, daß der rotes Licht aussendende Leuchtstoff aus einem seltenen Erdmetalloxyd als Basisverbindung besteht, welches durch Elemente der seltenen Erdmetalle aus der Lanthanidenreihe aktiviert ist.According to the present invention, there is a cathode ray tube for Color rendering from a luminescent screen, which contains phosphors, the red, emit green and blue light. The tube according to the invention is characterized in that that the fluorescent substance emitting red light is made from a rare earth metal oxide as Basic compound consists, which is made up of elements of the rare earth metals Lanthanide series is activated.

Zu den Zeichnungen: F i g. 1 stellt einen Querschnitt durch eine typische Farb-Kathodenstrahlröhre dar, wie sie in der Fernsehtechnik Verwendung findet; F i g. 2 ist eine schematische Zeichnung eines Teiles einer Farb-Kathodenstrahlröhre, welche einen Farbschirm zeigt, der eine Art diskret angeordneter Leuchtstoffgruppen enthält; F i g. 3 ist ein Standard-C. I. E. (Commission International d'Eclairage) Farbdiagramm, welches das Verhältnis der farbemittierenden Leuchtstoffe, welche in dem lumineszierenden Kathodenschirm kombiniert sind, wiedergibt; F i g: A. ist ein Standard-C. I. E.-Farbdiagramm,, welche: trichromatische Bestimmungsgrößen einer, speziellen Ausführungsform der Erfindung darstellt: Ein Farbfernsehempfänger enthält eine Kathodens rahlröhre 11, beispielsweise eine Röhre des Lochb]enderityps; welche aus einer Hülle 15 mit einem eäisteil 13 .besteht, welcher eine Vorrichtung zur kathodenstrahlerzeugung 21 enthält; diese Vorrichtung besteht aus Kathodenstrahlquellen 43, 45, 47. Der Halsteil 13 ist dicht mit einem elektrische Kontakte enthaltenden Fuß 19 verbunden; Der trichterförmige Teil der Röhre 15 enthält eine Lochblende 27, welche eine Vielzahl von Öffnungen 29, 35 enthält,. und eine, Frontplatte 17, auf welcher ein Leuchtschirri, be`ispielsweise ein Schirm, bestehend aus Farbleuchtstofftriaden 25, 39, angeordnet ist. Elektronenstrahlen 43', 45', 47', welche durch entsprechende Elektronenquellen 43, 45, 47 erzeugt werden, werden durch die Offnungen 29, 35 geworfen, so daß sie auf rote, grüne und blaue Leuchtstoffpunkte, entsprechend in Triaden, auftreffen.Regarding the drawings: F i g. 1 shows a cross section through a typical color cathode ray tube as it is used in television technology; F i g. Fig. 2 is a schematic drawing of a portion of a color cathode ray tube showing a color screen containing some kind of discretely arranged phosphor groups; F i g. Fig. 3 is a standard CIE (Commission International d'Eclairage) color diagram showing the ratio of the color emitting phosphors combined in the luminescent cathode screen; FIG. A. is a standard CIE color diagram which: represents trichromatic determinants of a specific embodiment of the invention: a color television receiver contains a cathode ray tube 11, for example a tube of the Lochb] ender type; which consists of a sheath 15 with a part 13 which contains a device for cathode ray generation 21; this device consists of cathode ray sources 43, 45, 47. The neck portion 13 is tightly connected to a foot 19 containing electrical contacts; The funnel-shaped part of the tube 15 contains a perforated diaphragm 27 which contains a plurality of openings 29, 35. and a front plate 17 on which a luminous screen, for example a screen, consisting of colored fluorescent triads 25, 39, is arranged. Electron beams 43 ', 45', 47 ', which are generated by corresponding electron sources 43, 45, 47, are thrown through the openings 29, 35 so that they impinge on red, green and blue phosphor points, correspondingly in triads.

Zur Verbesserung der Leuchtkraft und der Temperatur-Farbemissionsstabilität der Kathodenstrahlröhre 11 enthält eine Leuchtstofftriade 25, 39 konventionelle grüne und blauemittierende Leuchtstoffe und eine rotemittierende Yttriumoxyd-Basisverbindung, welche durch Europiummengen in der Größenordnung von 0,1 bis 20,0 Molprozent, vorzugsweise 4 Moiprozent (Y203 : Eu), aktiviert wird. Dieser Leuchtstoff hat x und yFarbkoordinaten 0,628 bzw. 0,347 und eine charakteristische Wellenlänge von etwa 610 mmy. Dieser rotemittierende Leuchtstoff hat eine weiße Körperfarbe und zeigt einen hohen Grad von Lichtdurchlässigkeit. Er. ist chemisch, stabil, und seine Earbemissionscharakteristik wird durch Arbeitstemperaturen oberhalb 100Ö°C nicht nachteilig beeinflußt. ,Die Färbe bzw. der Farbton des emittierten Lichtes ist unabhängig von Schwankungen der Größe der Elektronenstrahlstromdichte 43'; und die Leuchtkraft des emittierten Lichtes entspricht einer linearen Funktion der Größe der Elektronenstrahlstromdichte 43'.To improve the luminosity and the temperature-color emission stability of the cathode ray tube 11 , a fluorescent triad 25, 39 contains conventional green and blue-emitting phosphors and a red-emitting yttrium oxide base compound, which by europium amounts in the order of 0.1 to 20.0 mole percent, preferably 4 mole percent ( Y203: Eu), is activated. This phosphor has x and y color coordinates of 0.628 and 0.347, respectively, and a characteristic wavelength of about 610 mmy. This red emitting phosphor has a white body color and shows a high degree of light transmittance. He. is chemical, stable, and its emission characteristics are not adversely affected by working temperatures above 100 ° C. The color or hue of the emitted light is independent of fluctuations in the magnitude of the electron beam current density 43 '; and the luminosity of the emitted light corresponds to a linear function of the magnitude of the electron beam current density 43 '.

Die F i g. 3 und 4 zeigen Standard C. I. E. (Commission International d'Eclairage) Farbdiagramme, welche die Farbkoordinaten x und y besitzen; diese werden benutzt, um den Ton und die Sattheit der Farbe zu definieren. Die Parameter dieser Diagramme sind wohl bekannt. Der Umfang der hufförmigen Kurve umfaßt den Bereich derjenigen Farben, für die das menschliche Auge empfindlich ist. Die spektralen Wellenlängen werden darauf in mu angegeben. Weiß, beispielsweise der Standardstrahler C, hat die x- und y-Koordinaten 0,310 bzw. 0,316 und stellt einen relativen Wert der vereinigten Primärfarbenanteile dar. Somit wird der Farbton der Spektralemission bei 586 mu durch die Linie AC dargestellt und die Sättigang dieser Emission durch den Relativabstand zu dem Punkt C, gemessen auf der Linie AC (wobei am Punkt A 100 °/o Sättigung vorhanden ist).The F i g. 3 and 4 show standard CIE (Commission International d'Eclairage) color charts having the color coordinates x and y; these are used to define the tone and richness of the color. The parameters of these diagrams are well known. The perimeter of the hoof-shaped curve encompasses the range of those colors to which the human eye is sensitive. The spectral wavelengths are then given in mu. White, for example the standard radiator C, has the x and y coordinates 0.310 and 0.316 and represents a relative value of the combined primary color components Relative distance to point C, measured on line AC (with 100% saturation at point A).

Bei der Konstruktion eines Farbleuchtschirmes für einen Fernsehempfänger ist ein gewisser Spektralbereich für jede Farbe zulässig. Beispielsweise'werden die zulässigen Bereiche für Rot-, Grün- und Blautöne durch die Linien AB, DE und FG aufgezeigt. Es können jedoch nicht alle reinen Spektralfarben durch eine Farb-Kathodenstrahlröhre reproduziert werden. Der allgemein angewandte Kompromiß bei der Konstruktion besteht darin, rote, grüne und blaue Primärwerte zu wählen, welche genügend voneinander getrennt sind, so daß das Dreieck (LMN),- welches durch. die _ Vereinigung dieser Punkte entsteht, eine möglichst große Fläche einschließt, um eine annehmbare Abstufung in der Farbwiedergabe des - Schirmes zu erreichen. Konventionelle rote mittierende Leuchtstoffe emittieren einen Farbton, welcher mit den Schwankungen in der Größe der Elektronenstrahlstromdichte 43' schwankt, so daß das Gebiet des Farbdreiecks LMNin dem Maße wechselt, wie die Leuchtkraft der roten Primärfarbe wechselt; dadurch wird die Farbwiedergabe des drahtlos übertragenen Bildes nachteilig beeinflußt. Schirmspannung: 25 kV Seltenes Erdmetalloxyd und Sulfid-Leuchtstoffröhre Ganz aus Sulfiden bestehende Leuchtstoffröhre Gesamtstrabl 3-Punh-Schirm 3-Punkt-Schirm Feldfarbe Strom in Helligkeit in i @mb- Helligkeit in 1 Strahlspannungs- Strahlspannungs- Mikroampere Ft. Lamberts ' Fgrb- (Anfangsfeucht.- Ft. Lamberts koordinaten Verhältnis für (Anfangsleucht- koordinaten Verhältnis für stärke) x I y 9300°K (weiß) stärke) x I y 9300°K (weiß) Rot 500 10,7 0,628 0,374 - 6,3 0,627 0,354 - Grün 500 33,7 0,286 0,599 - 30,0 0,256 0,585 - Blau 500 - 6,6 0,153 0,055 - 3,9 0,157 0,046 - Weiß 800 32,2 - - - 22;0 - - - 9300° K Strahlverhältnisse Rot/Grün - -. - 0,92 - - - 1,38 Rot/Blau - - - 1,40 - - - 1,58 Der Farbton eines Leuchtstoffes, bestehend aus einem mit einem seltenen Erdmetall aktivierten seltenen Erdmetalloxyd, wie beispielsweise Europium aktiviertem Yttriumoxyd (Y20": Eu), ist jedoch im Hinblick auf Schwankungen in der Größe der Elektronenstrahlstromdichte 43' unveränderlich. Dadurch wird die Fähigkeit einer Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farben bei der Verwendung dieser Leuchtstoffe bedeutend verbessert.When designing a fluorescent color screen for a television receiver, a certain spectral range is permissible for each color. For example, the permissible ranges for red, green and blue tones are indicated by the lines AB, DE and FG . However, not all pure spectral colors can be reproduced by a color cathode ray tube. The common compromise in design is to choose red, green and blue primary values which are sufficiently separated from each other that the triangle (LMN), - which through. the union of these points results, enclosing as large an area as possible in order to achieve an acceptable gradation in the color rendering of the screen. Conventional red centering phosphors emit a hue which varies with variations in the magnitude of the electron beam current density 43 'so that the area of the color triangle LMN changes as the luminosity of the red primary color changes; this adversely affects the color rendering of the wirelessly transmitted image. Screen voltage: 25 kV Rare earth metal oxide and sulphide fluorescent tube Fluorescent tube made entirely of sulphides Overall 3-point umbrella 3-point umbrella Field color current in brightness in i @ mb- brightness in 1 Beam voltage beam voltage Microamp Ft. Lamberts' Fgrb- (Initial Moisture .-- Ft. Lamberts coordinate relationship for (initial luminous coordinate relationship for thickness) x I y 9300 ° K (white) thickness) x I y 9300 ° K (white) Red 500 10.7 0.628 0.374 - 6.3 0.627 0.354 - Green 500 33.7 0.286 0.599 - 30.0 0.256 0.585 - Blue 500 - 6.6 0.153 0.055 - 3.9 0.157 0.046 - White 800 32.2 - - - 22; 0 - - - 9300 ° K Beam ratios Red Green - -. - 0.92 - - - 1.38 Red / Blue - - - 1.40 - - - 1.58 However, the hue of a phosphor consisting of a rare earth metal oxide activated with a rare earth metal, such as europium activated yttrium oxide (Y20 ": Eu), is invariable with regard to fluctuations in the magnitude of the electron beam current density 43 ' Reproduction of colors significantly improved when using these phosphors.

In der Tabelle wird an Hand einiger betriebskennzeichnender Merkmale ein Vergleich zwischen einer konventionellen, nur Sulfid-Leuchtstoffe, beispielsweise ZnS-CdS : Ag (rot), ZnS-CdS : Ag (grün) und ZnS : Ag (blau) enthaltenden Dreifarben-Kathodenstrahlröhre und Röhren, welche konventionelle blau-und grünemittierende Leuchtstoffe in Verbindung mit rotemittierenden Y.,0,: Eu verwenden, gezogen. Die zur Erzeugung des gewünschten Weiß von 9300° K-27 MPCD (minimal wahrnehmbare Farbdifferenzen) nötigen ungleichen Elektronenstrahlintensitäten 43', 45', 47' werden in Mikroampere gemessen und werden gewöhnlich wie in der Tabelle in Strahlverhältnissen von Rot zu Grün und Rot zu Blau verglichen. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus sollten die Strahl-Verhältnisse so nahe wie möglich bei 1,0 liegen.The table shows a comparison between a conventional three-color cathode ray tube containing only sulfide phosphors, for example ZnS-CdS: Ag (red), ZnS-CdS: Ag (green) and ZnS: Ag (blue), using a number of characteristic features Tubes that use conventional blue- and green-emitting phosphors in conjunction with red-emitting Y., 0 ,: Eu, drawn. The unequal electron beam intensities 43 ', 45', 47 'required to produce the desired white of 9300 ° K-27 MPCD (minimal perceptible color differences) are measured in microamps and are usually red-to-green and red-to-blue beam ratios as shown in the table compared. From an economic standpoint, the jet ratios should be as close to 1.0 as possible.

Claims (1)

Patentanspruch: Farbfernsehkathodenstrahlröhre mit einem Leuchtschirm, welcher rotes, grünes und blaues Licht aussendende Leuchtstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der das Rotlicht aussendende Leuchtstoff Yttriumoxyd ist, welches durch 4,0 Molprozent Europium aktiviert ist. Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.Claim: color television cathode ray tube with a fluorescent screen, which contains phosphors emitting red, green and blue light, thereby characterized in that the phosphor emitting the red light is yttrium oxide, which activated by 4.0 mole percent europium. When announcing the registration a priority document has been laid out.