JPH0451930B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はスクリーン面に近接対向して１枚或い
は複数枚のマスクを配置させ、マスク部或いは主
にマウク部に形成した静電レンズ又は磁気レンズ
によつて電子ビームの少なくとも１部を集束させ
スクリーン面に衝撃させるマスク集束型カラー受
像管に関し、特にそのスクリーン部の構造に関す
るものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕

一般にシヤドウマスクを具備せるカラー受像管
はシヤドウマスクの存在のために電子ビームの利
用率が20％程度と悪くスクリーン面の輝度が制限
されてしまう。従つて輝度向上のための最も効果
的な方法はシヤドウマスクの孔径を大きくして電
子ビームの利用率を高めればよいが、単にシヤド
ウマスクの孔径を大きくしただけでは色純度の低
下や解像度の劣化を招く。そこでシヤドウマスク
通過后の電子ビームを強く集束して電子ビーム径
を小さく抑制しながらスクリーン面の蛍光体に正
確に射突させねばならないという必要を生ずる。
このための手段としてマスク部又は主にマスク部
において電子レンズを形成させる後段加速管或い
はマスク集束管が古くから提案されている。この
ようなカラー受像管は例えば米国特許第2971117
号、同3892995号、同4112563号、特公昭47−
31265号公報、実公昭45−4819号公報、特開昭52
−80773号公報などに示されている。

これらの後段加速管或いはマスク集束管（以下
すべてマスク集束管と呼ぶ）においては、マスク
部又は主にマスク部に形成される電子レンズが強
い集束力を有するもの程電子ビームの利用率を上
げることができる。しかし、実際には前記電子レ
ンズの集束力がそれほど強くないため電子ビーム
の利用率を大幅に向上させることができないし、
集束力を強くしようとすると種々の不都合事が生
じ、実用性が著るしく損われる。これらの不都合
事とは、例えば特開昭51−10762号公報の様な１
枚マスク構成による静電レンズ方式では、集束力
を強くするためにスクリーン面の電圧に対してマ
スクの電圧をかなり低く設定しなければならず、
このためマスク部からの２次電子がスクリーン面
に加速衝撃され、像の不鮮明さやコントラストの
低下をひきおこす。また特公昭55−24652号公報、
米国特許第3892995号の様な２枚マスク構成や３
枚マスク構成による静電レンズ方式では、それぞ
れのマスク間に電位差を設けることによつて電子
レンズを形成させるための強い集束力を得るには
マスク間の電位差を大きくするかマスク間隔を小
さくしてマスク間の電界を強くしなければなら
ず、このためマスク間の絶縁を保つことが極めて
難しくなり、マスク間で絶縁破壊をひきおこす。
さらには特開昭52−80773号公報の様な磁気レン
ズ方式で、集束力を強くするために強い磁極を形
成させねばならないが、これら強い磁極の形成は
極めて困難であることやこれらの磁極によりカラ
ー受像管内外部の金属の不所望な磁化をおこし、
そのために電子ビーム軌道の不所望な偏向をひき
おこす。

ここで２枚マスク構成による静電レンズ方式の
従来のマスク集束型カラー受像管を例にとつて図
面を参照しつつさらに詳細に説明する。第１図は
従来の２枚マスク構成による静電レンズ方式のマ
スク集束管の一例で、その概略構成を示すもので
ある。第１図に示すマスク集束型カラー受像管１
は、主としてスクリーン面２を有するフエースプ
レート３と、前記フエースプレート３の側壁部に
フアンネル４を介して連結されたネツク５と、前
記ネツク５に内装された電子銃６と、前記フアン
ネル４からネツク５にかけて外壁に装着された偏
向装置７と、前記スクリーン２に所定間隔をもつ
て対設された多数のビーム通過孔８を有する第２
のマスク９と、前記第２のマスク９から前記電子
銃６側に所定間隔をもつて対設された多数のビー
ム通過孔１０を有する第１のマスク１１と、前記
フアンネル部４の内壁に前記ネツク部５の一部ま
で一様に塗布された導電膜１２とから構成されて
いる。前記電子銃６は水平方向一列に並んだ３個
の電子銃６Ｒ，６Ｇ，６Ｂが配列されており、こ
の３個の電子銃に対応して前記スクリーン面２に
はメタルバツクされた３色の蛍光体１３Ｒ，１３
Ｇ，１３Ｂがストライプ状に規則正しく配列され
ている。これらのストライプ状蛍光体１３は３個
の電子銃６の配列方向と直交する方向と同方向に
伸びている。フエースプレート３の側面内側には
フレーム１４を保持するピン１５が設けられてあ
り、フレーム１４に溶接されている弾性体１６が
ピン１５に嵌合することによつてフレーム１４が
保持されている。フレーム１４には第１のマスク
１１が溶接固定されており、第１のマスク１１に
は絶縁固定素子（図示せず）にて第２のマスク９
が固定されている。またフレーム１４には地磁気
シールド１７が弾性材（図示せず）で固定されて
いる。

フアンネル部４には２個のボタン１９，２０が
埋め込まれており、１つのボタン１９は導電膜１
２と接触し、もう１つのボタン２０は導電膜１２
と絶縁されており外部より異なつた電位が印加で
きる様になつている。電子銃６側の第１のマスク
１１はフレーム１４を介してコネクタ２１によつ
てフアンネル部に塗布された導電膜１２と接触し
ていると同時にフレーム１４及びピン１５を介し
てスクリーン面２とも接触しており、外部より陽
極高電圧が印加される。一方スクリーン２側の第
２のマスク９はリードワイヤ２２、コネクタ２３
及びボタン２０を介して外部より陽極高電圧より
少し低い電圧が印加される。

前記第１のマスク１１と第２のマスク９は第２
図ａに示す様にそれぞれ細長いストライプ状ビー
ム通過孔４１，４０を有している。このストライ
プ状ビーム通過孔４１，４０の長手方向（Ｙ軸方
向）は同図ｂに示す様に前記電子銃６の配列方向
（Ｘ軸方向）に対して直交している。この様に構
成されたマスク集束管では電子銃６から射出した
３本の電子ビーム３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは偏向
装置７によつて偏向を受けながら第１のマスク１
１へ達しその一部がビーム通過孔４１を通過し第
１のマスク１１と第２のマスク９間に形成されて
いる静電レンズによつて集束をうけ第２のマスク
９のビーム通過孔４０を通過し、スクリーン２上
のそれぞれ対応する蛍光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３
Ｂに衝撃し発光させる。但し、第２図では１本の
ビームの場合しか書いていない。従つてミスラン
デイングをおこさないためにはスクリーン上での
ビーム幅Ｗは１本のストライプ状蛍光体幅Ｈより
小さくなければならない。即ち、 Ｗ＜Ｈ ……(1) 一方スクリーン上でのビーム幅Ｗは、マスク部
３１のビーム通過孔径Ｄとマスク部からスクリー
ンまでの距離Ｑとマスク部に形成された電子レン
ズの集束力によつて決まる。第３図にＸ−Ｚ面内
でのビームの集束状態を示すが、同図から電子レ
ンズの焦点距離をｆとするとスクリーン上でのビ
ーム幅Ｗは、 Ｗ＝Ｄ（ｆ−Ｑ）／ｆ ……(2) と表わされる。従つて電子レンズの集束力が弱い
と、即ち焦点距離ｆが長いと上記の(1)式を満足す
ることができない。そこで電子レンズの集束力を
強くするためには２枚のマスク間の電界を強くし
なければならないが、これは絶縁破壊を招くので
好ましくない。一方電子レンズの集束力は弱いま
ま上記(1)式を満たす方法としては、ビーム通過孔
径Ｄを小さくするか、またはマスク〜スクリーン
間距離Ｑを大きくする方法がある。ビーム通過孔
径Ｄを小さくすることはビームの利用率を減少さ
せるので好ましくないし、またマスク〜スクリー
ン間距離Ｑを大きくすることは受像管の制約上無
条件にできない。これは第４図に示す様に各電子
銃間距離S_g，電子銃からスクリーンまでの距離
Ｌ、マスク部のビーム通過孔のピツチＰからマス
ク〜スクリーン間距離Ｑは幾何示的に、 Ｑ＝Ｐ・Ｌ／３・S_g ……(3) と決定されるからである。

以上の如く、マスク部又は主にマスク部に形成
される電子レンズの集束力の弱い従来のマスク集
束管では電子ビームの利用率を大幅に向上させる
ことは困難で極めて実用性に欠けるものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、１枚或いは複数枚のマスクに
よつて構成され、マスク部又は主にマスク部に形
成される電子レンズを有するマスク集束型カラー
受像管において、実用上の不都合事をおこすこと
なく電子ビームの利用率を向上させることができ
実用性に富んだマスク集束型カラー受像管を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、電子銃部に配置されている複数個の
電子ビームの配列方向に対してスクリーン上の蛍
光体を傾斜させたストライプ状又は断続的なスト
ライプ状に形成させることによつて、マスク部と
スクリーン間距離を実質的に大きくするもので、
これによつて弱い集束力の電子レンズを有するマ
スク集束型カラー受像管においても電子ビームの
利用率を向上させることができるものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明の実施例について
詳細に説明する。第５図は本発明の実施例を示す
ものであり、第２図に対応する図である。本発明
のマスク集束管もその構成の大部分は、第１図に
示した従来のマスク集束管と同じであるので第５
図において第１図と同符号のものは第１図と同じ
ものを示している。第５図において、第１のマス
ク１１と第２のマスク９のそれぞれのストライプ
状ビーム通過孔４１，４０とスクリーン２上のス
トライプ状蛍光体１３はその長手方向（Y′軸方
向）が電子銃６の配列方向（Ｘ軸方向）に直交す
る方向（Ｙ軸方向）に対して傾斜して形成されて
いる。この様に構成することによつて電子銃の配
列方向であるＸ軸方向ではストライプ状ビーム通
過孔とストライプ状蛍光体のピツチが大きくなつ
ていく。即ち第５図においてＹ軸とY′軸のなす
角をθとすると、第６図ａ及びｂに示す様にマス
ク部３１のストライプ状ビーム通過孔のＸ軸方向
のピツチP′はX′軸方向の従来のピツチＰに対し
て、 P′＝Ｐ／cosθ，0°≦θ≦90° ……(4) となり、常にP′＞Ｐとなる。従つて(3)式からマス
ク〜スクリーン間距離Ｑも、 Q′＝P′L／３・S_g＝Ｑ／cosθ ……(5) となり、常にQ′＞Ｑとなる。このため前述した
如く(2)式からスクリーン上でのビーム幅も小さく
することができ、(1)式を満足できるようにするこ
とができる。このとき傾斜角度θは大きい程マス
ク〜スクリーン間距離を大きくできる。従つてス
クリーン上でのビーム幅を小さくすることができ
るので、マスク部のビーム通過孔径をさらに大き
くしてビーム利用率をさらに向上させることがで
きる。しかし、傾斜角度θが大きすぎると傾斜し
たストライプ状蛍光体のスクリーンから受ける画
像の感じは従来の垂直方向のストライプ状蛍光体
のスクリーンから受ける感じとは異なり非常に奇
異なものとなる。この奇異な感じはθ＝45°の傾
斜したストライプ状蛍光体のスクリーンの場合が
最も小さくなる。これは人間の眼の空間周波数特
性に異方性があるためで、第７図に示す様に垂直
及び水平方向のパターンに対しては空間正弦波レ
スポンスが大きく、45°方向のパターンに対して
は低下することからも理解される。一般にはθは
±30°〜±60°が適当である。

上述の如く本発明によれば電子銃間隔S_gや電子
銃〜スクリーン間距離Ｌやヤスク部のビーム通過
孔径Ｄなど受像管の他の基本的寸法を何等変更す
ることなくマスク〜スクリーン間距離Ｑだけを大
きくすることができる。従つてマスク部に形成さ
れる電子レンズの集束力が弱くてもスクリーン上
ではストライプ状蛍光体幅Ｈよりビーム径Ｗを小
さくすることができ、ミスランデイングをおこさ
ない様にすることができる。即ちこの様なマスク
集束型カラー受像管においてはマスク部に形成さ
れる電子レンズの集束力を強くするためにマスク
間の電位差を過渡に大きくする必要はない。従つ
てマスク間の絶縁破壊をおこすこともなく、ま
た、マスク部のビーム通過孔径を小さくしてビー
ムの利用率を減少させる必要もなく実用性に富ん
だマスク集束型カラー受像管を提供することがで
きる。

前記実施例ではマスク部のビーム通過孔がスト
ライプ状であつたが、本発明はこれに限らず特公
昭55−24652号公報や特開昭57−163955号公報に
示されている様な矩形状や円形状等のビーム通過
孔であつても良いことは言う迄もない。

例えば特公昭55−24652号公報に示されている
様なマスク集束管においても、第８図に示す様に
スクリーン２上のストライプ状蛍光体１３を電子
銃６の配列方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に対
して傾けて（Y′軸方向）配列すれば、前記実施
例の場合と同じ理由により、より実用性に富んだ
マスク集束管を提供することができる。このとき
第８図ではマスク部３１には４極子レンズが形成
されるのでビームはY′軸方向に沿つて細長く集
束される。

また以上の実施例ではスクリーン上のストライ
プ状蛍光体と同方向にマスク部のビーム通過孔が
傾斜しているが本発明はこれに限らず、特開昭52
−80773号公報に示されているようなマスク部に
磁気レンズを形成させるマスク集束管においては
マスク部のビーム通過孔が傾斜いている必要はな
い。第９図にこのときの様子を示す。第９図にお
いて、第１のマスク１１１および第２のマスク１
０９は、それぞれストライプ状孔１４１，１４０
を有する軟質磁気材料より成り、互いに直交して
配置されている。マスク部３１としてのビーム通
過孔１４２は矩形状になつていて、これらの交点
には永久磁気材料の円板１４３を配置し、２枚の
マスク１１１，１０９を固定してある。全ての円
板の磁化方向をマスク面に直角方向とし、例えば
円板のＮ極を電子銃側、Ｓ極をスクリーン側とす
る。この様な構造のマスク集束管では図に示す様
にＮ−Ｓ−Ｎ−Ｓの磁気４極子レンズが形成さ
れ、ビームは斜め方向に細長く集束されていく。
従つてスクリーン２上の蛍光体を第２図の如く電
子銃配列方向に直交する方向に対して傾斜してス
トライプ状に形成しておくことによつて集束され
たビームは正しく蛍光体に衝撃する様になる。こ
のときマスク部のビーム通過孔部及びスクリーン
上のストライプ状蛍光体の電子銃の配列方向と同
方向のピツチは前記実施例と同様に大きくなる。
即ち第１０図に示す様に、ストライプ状蛍光体を
垂直方向（Ｙ軸方向）に形成させた場合のピツチ
Ｐと傾斜させてY′軸方向に形成させた場合のピ
ツチP′は、(4)式と同様に、 P′＝Ｐ／cosθ ……(6) となる。従つて、前述の場合と同様に(3)式よりマ
スク〜スクリーン間距離を大きくできるので(2)式
よりスクリーン上のビーム幅を小さくできる。こ
のため円板の磁極の強さを極度に大きくして種々
の弊害をおこすことなく実用性に富んだマスク集
束管を提供することができる。

以上の実施例ではスクリーン上の蛍光体は３本
のストライプ状蛍光体が順次連続して配列してい
るが、本発明はこれに限らずストライプ状蛍光体
はストライプ状非発光部をはさんで連続して配列
してあつてもいいし、また１本のストライプ状蛍
光体は非発光部をはさんで垂直方向に断続的に連
がつていてもいい。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、スクリーン上の蛍
光体を電子銃の配列方向に直交する方向に対して
傾斜して形成することによつて電子銃の配列方向
に対するマスク部のビーム通過孔のピツチを稼
ぎ、これによつてマスク〜スクリーン間距離を実
質的に大きくすることが出来る。従つてマスク部
に形成される電子レンズの集束力が弱くても電界
や磁界を強くして他の不都合事をおこしながら集
束力を強める必要もなく、またビーム通過孔径を
小さくしてビーム利用率を減少させる必要もな
く、スクリーン上でのビーム幅を所望の大きさに
小さくすることができ、等価的に電子レンズの集
束力を強くしたことと同等の効果が期待できるも
ので、非常に実用性に富んだマスク集束型カラー
受像管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマスク集束型カラー受像管の一
例を示す概略構成図、第２図ａ及び第２図ｂは第
１図のマスク部、スクリーン部及び電子銃部の一
部を示す概略拡大図、第３図は第２図のＸ−Ｚ面
での概略断面図、第４図はカラー受像管の基本的
な位置関係を説明するための概略図、第５図は本
発明を適用したときの一実施例で第２図に対応す
る概略図、第６図ａ及び第６図ｂはマスクのピツ
チを説明するためのマスク部の一部を示す概略
図、第７図は視覚系の解像度の異方性を説明する
ための特性図、第８図及び第９図は本発明の他の
実施例で第２図に対応する概略図、第１０図は第
９図のピツチの関係を説明するためのスクリーン
部の一部を示す概略図である。 ２……スクリーン部、６……電子銃、９……第
２のマスク、１１……第１のマスク、３１……マ
スク部、１３……蛍光体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも電子銃部、マスク部、スクリーン
   部とこれらを包囲する外囲器及び偏向系より成
   り、前記電子銃には少なくとも複数個の電子銃が
   一列に配置されており、前記マスク部は１枚或い
   は複数枚のマスクによつて構成され、且つこのマ
   スク部は前記電子銃部より射出した電子ビームの
   一部を前記スクリーン部へ通過させると共に通過
   する電子ビームの少なくとも一部を集束するため
   の多数のビーム通過孔を有しており、前記スクリ
   ーン部には少なくとも複数の種類の蛍光体がスト
   ライプ状又は断続的なストライプ状に配列されて
   おり、前記電子銃より射出した電子ビームを前記
   偏向系により偏向走査させ、前記スクリーン部に
   衝撃させ蛍光体を発光させるマスク集束型カラー
   受像管において、 前記ストライプ状又は断続的なストライプ状蛍
   光体が前記電子銃部の複数個の電子銃の配列方向
   と直交する方向に対して傾斜して形成されている
   ことを特徴とするマスク集束型カラー受像管。