JP2003203587A - ブラウン管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、外光反射を抑圧させて表示映像の
高コントラスト化を図り、しかも、蛍光体の発光効率を
高めて表示映像の高輝度化を実現し得るブラウン管を提
供することを目的としている。 【解決手段】蛍光体１４が塗布されたガラス層１５と、
このガラス層１５に対向して設けられ、蛍光体１４から
の光を入射する入射面１９の面積が出射面２０の面積よ
り大きく、入射面１９の外周付近と出射面２０の外周付
近より形成される任意空間をミラー２１で囲むカライド
スコープ１８を平面状に複数個並べた構造のカライドス
クリーン１６と、このカライドスクリーン１６の出射面
２０側に設置されたガラス層１７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばテレビジ
ョン受信機やモニタ等に使用されるブラウン管の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、現在のシャドーマスク型
カラーブラウン管は、その表面ガラスに、一定の順序で
繰り返し配列されたＲ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blu
e）の蛍光体に、電子ビームを当てて発光させることに
より映像を表示させている。

【０００３】ところで、この種のカラーブラウン管で
は、外光反射を抑圧して高いコントラストを得るため
に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各蛍光体の境界にガードバンド（ブラ
ックストライプ）を設けているので、蛍光体の発光量が
映像表示に利用される割合、つまり、蛍光体の発光効率
が低下するという問題が生じている。

【０００４】また、このカラーブラウン管では、さらに
外光反射を抑圧して高いコントラストを得るために、表
面ガラスにTint（ティント）を付けているので、各蛍光
体の総合の発光効率が約７０％程度低下するという問題
も有している。

【０００５】なお、特開２０００−３０５１７９号公報
には、背面投射型プロジェクションテレビに用いられる
投射型スクリーンについて、外光反射を抑圧させるとと
もに光効率を高める技術が開示されているが、上記した
カラーブラウン管に対する問題を解決することについて
は、何らの記載もなされていないものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は上
記事情を考慮してなされたもので、外光反射を抑圧させ
て表示映像の高コントラスト化を図り、しかも、蛍光体
の発光効率を高めて表示映像の高輝度化を実現し得る極
めて良好なブラウン管を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るブラウン
管は、蛍光体から発光された光を、入射面の面積が出射
面の面積より大きく、前記入射面の外周付近と前記出射
面の外周付近より形成される任意空間を反射鏡で囲むカ
ライドスコープを平面状に複数個並べた構造のカライド
スクリーンを介して、出射するようにしたものである。

【０００８】上記のような構成によれば、外光反射を抑
圧させて表示映像の高コントラスト化を図り、しかも、
蛍光体の発光効率を高めて表示映像の高輝度化を実現す
ることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実
施の形態で説明するシャドーマスク型のカラーブラウン
管１１を上面から見た状態を示している。すなわち、シ
ャドーマスク１２に対向して、映像表示面となるガラス
部１３が設置されている。

【００１０】図２は、上記ガラス部１３の詳細を示して
いる。このガラス部１３は、その内側、つまり、図２で
は下側から、Ｒ，Ｇ，Ｂの各蛍光体１４が一定の順序で
繰り返し配列するように塗布されたガラス層１５と、各
蛍光体１４の発光した光をその最大入射角以上の発散角
をもった光として出射させるカライドスクリーン１６
と、このカライドスクリーン１６から出射した光を外部
に導き映像表示させるガラス層１７とから構成されてい
る。

【００１１】なお、この実施の形態では、後述するカラ
イドスコープを配列して構成されたスクリーンをカライ
ドスクリーン１６と称している。このカライドスクリー
ン１６の材質として、例えば、透明な合成樹脂が用いら
れる。

【００１２】図３は、上記カライドスクリーン１６の斜
視図であり、図４は、このカライドスクリーン１６に含
まれるカライドスコープ１８の１つを取り出して概略的
に示す図である。

【００１３】すなわち、カライドスクリーン１６には、
カライドスコープ（万華鏡）１８が平面状に複数個埋設
されている。そして、このカライドスコープ１８は、任
意にアスペクト比を有する四角形を入射面１９とし、こ
の入射面１９より小さな面積で、かつ、等しいアスペク
ト比を有する四角形を出射面２０とし、入射面１９の周
囲と出射面２０の周囲の空間が、例えばミラー（ガイド
スコープ）２１で囲まれた構成となっている。

【００１４】上記のように、この構成の基本は、入射面
１９は、出射面２０の方向のいずれの断面方向について
も大きな形状であり、かつ、この入射面１９の外周付近
と出射面２０の外周付近より形成される任意空間を反射
鏡で囲むミラー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、つま
り、カライドスコープ１８構造となっている。すなわ
ち、上下左右のミラー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
によりカライドスコープ１８が構成されている。

【００１５】よって、カライドスクリーン１６に埋設さ
れた上記複数のカライドスコープ１８の入射面１９及び
出射面２０は、それぞれ開口している。

【００１６】図５（ａ）は、カライドスクリーン１６
を、その一部分を取り出して示す斜視図である。図５
（ｂ）は、このカライドスクリーン１６を入射面１９側
から見た図であり、図５（ｃ）は、このカライドスクリ
ーン１６を出射面２０側から見た図である。

【００１７】まず、図５（ａ）に示すように、各カライ
ドスコープ１８は、その入射面１９が、上記ガラス層１
５に塗布されたＲ，Ｇ，Ｂ一組の蛍光体１４にそれぞれ
対向している。

【００１８】また、カライドスコープ１８が複数個埋設
されたカライドスクリーン１６の出射面２０側には、低
外光反射（高コントラスト）特性を得るための遮光層２
２が形成されている。この遮光層２２は、複数のカライ
ドスコープ１８の出射面２０（開口部）を除く部分に形
成されている。

【００１９】そして、この遮光層２２が形成されないカ
ライドスコープ１８の出射面２０に対応する部分には、
出射面２０から出射した光を拡散させ、映像を表示させ
るための拡散剤２３が形成されている。

【００２０】上記したように、カライドスコープ１８が
複数個２次元配列されているカライドスクリーン１６の
出射面２０以外の部分に遮光層２２を形成することによ
り、低外光反射（高コントラスト）特性を得ることがで
き、環境光が気にならない映像表示を行なうことができ
る。

【００２１】また、上記したように、カライドスコープ
１８が複数個埋設されているカライドスクリーン１６の
出射面２０の部分だけに拡散剤２３を形成することによ
り、高光透過効率、低外光反射（高コントラスト）特性
を得ることができる。

【００２２】次に、カライドスクリーン１６の項像の必
要性と構成原理を、図６に示すカライドスコープ１８の
垂直方向の断面図を用いて説明する。

【００２３】すなわち、入射面１９のサイズを「ａ」、
出射面２０のサイズを「ｂ」、入射面１９から出射面２
０の距離を「ｄ」とし、入射面１９端から出射面２０端
をミラー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにて隙間なく
囲むものとする。

【００２４】また、ミラー２１ａ，２１ｂの延長線上の
交点を「Ｏ」、入射面１９から交点「Ｏ」までの距離を
「Ｌ」、ミラー２１ａ，２１ｂの対光軸角を「φ」、入
射面１９への入射光の光軸に対する入射角を「θｔ」、
この入射光がミラー２１ａ，２１ｂに反射する回数を
「ｎ」、出射面２０からの出射光の光軸に対する出射角
を「θｏ」とすると、以下の式が成立する。

【００２５】 θｏ＝θｔ＋２ｎφ（ただし、θｏ＜９０°） ……（１） φ＝tan^‐1｛（ｂ−ａ）／２ｄ｝ ……（２） Ｌ＝ｄ×ｂ／（ｂ−ａ） ……（３） 例えば、あるＦ値をもつ光が光軸に対してθｔの角度で
入射したとき、図６に示すように、ミラー２１ｂに１回
反射して出射面２０からθｏの角度で出射する。このと
き、上記（１）式より、常にθｔ＜θｏが成り立つ。よ
って、上記した構成を有するカライドスコープ１８の入
射面１９に入射する入射光の光軸に対する入射角は、出
射面２０から出射する出射光の光軸に対する出射角より
小さくなる。すなわち、出射角が入射角より大きくなる
ので、垂直方向の視野角を広げることができる。

【００２６】なお、上記した説明は、垂直方向の断面図
を示す図６をもとにしたものであるが、水平方向の断面
図も図６と同様であるので、水平方向の視野角も広げる
ことができる。

【００２７】また、ａ，ｂ，ｄ，φの値を適切に設定す
ることで、水平方向及び垂直方向の視野角の制御を行な
うことができる。

【００２８】すなわち、上記したカライドスクリーン１
６により、水平方向及び垂直方向に対する広視野角特性
を得ることができる。また、カライドスクリーン１６に
含まれるカライドスコープ１８の形状を変えることによ
り、水平方向及び垂直方向の視野角の制御を行なうこと
ができる。

【００２９】また、入射面１９のサイズ「ａ」と出射面
２０のサイズ「ｂ」との関係は、ａ＞ｂであるので、入
射面１９及び出射面２０の開口率を下げることなく出射
面２０から出射させることができ、低外光反射（高コン
トラスト）効果を出すための遮光層２２を形成すること
ができる。

【００３０】次に、図７に示すカライドスコープ１８の
断面図を用いて説明する。例えば、図７に示すように、
あるＦ値を持つ光がＭ点、Ｒ点に光軸に対してそれぞれ
θｔ，θ′ｔ（θｔ＝θ′ｔ）の入射角で入射する場合
を考える。

【００３１】Ｍ点に入射した入射光は、ミラー反射を１
回して光軸に対してθｏの出射角で出射する。一方、Ｒ
点に入射した入射光は、ミラー反射を２回して光軸に対
してθ′ｔの出射角で出射する。この際、出射角θｏと
θ′ｏの間系は、θｏ＜θ′ｏとなる。

【００３２】よって、入射面１９に均等なＦ値で入射し
た光は、ミラー端に入る光（Ｒ点への入射光）が、出射
面最大角度になる。この最大角度は、入射角θｔ及び
ａ，ｂ，ｄ，φの値で最大出射角度θｏが決まる。

【００３３】なお、上記カライドスコープ１８は、θ′
ｏ＜９０°となるようにａ，ｂ，ｄ，φの値を設定する
ものとする。

【００３４】上記カライドスコープ１８の入射面１９の
サイズ「ａ」と出射面２０のサイズ「ｂ」との関係は、
ａ＞ｂであるので、上記カライドスクリーン１６を用い
ることにより、高輝度を得ることができる。

【００３５】上記した実施の形態においては、カライド
スコープ１８の入射面１９及び出射面２０は等しいアス
ペクト比を有する四角形としているが、例えば、入射面
と出射面とを正方形（よって、入射面と出射面と相似
形）とし、かつ、入射角度が入射面内全てにおいて同一
である条件下では、水平及び垂直の最大視野角は同一と
なる。

【００３６】ここで、上記同様、入射角度が入射面内全
てにおいて同一である条件の下で、ｄを同一とし、ａ，
ｂ，φを変え、さらに、入射面と出射面を相似形でない
構成（非相似形）とした場合、出射角度は水平及び垂直
方向の角度が異なったものとなる。

【００３７】よって、入射面と出射面を相似形としなか
ったり、ａ，ｂ，ｄ，φを適切に設定したりすること
で、水平視野角差と垂直視野角差を制御することができ
る。

【００３８】また、大きさ、形状の異なるカライドスコ
ープ１８をカライドスクリーン１６内に適切に分布させ
ることで、水平視野角差と垂直視野角差をより細かく制
御することができ、また、光量の均一性を制御できる。

【００３９】さらに、図８に示すように、ガラス層１５
とカライドスコープ１８の入射面１５との間に、補正レ
ンズ２４を介在させるようにしても良い。すなわち、蛍
光体１４から発光された光は拡散光であるため、カライ
ドスコープ１８に入射された光が出射面２０まで到達せ
ず入射面１９に戻ってしまうことを考慮して、蛍光体１
４の拡散光を平行光に変換する補正レンズ２４を設ける
ことにより、蛍光体１４の光効率を高めることができ
る。

【００４０】なお、上記した実施の形態では、カライド
スコープ１８の入射面１９が、Ｒ，Ｇ，Ｂ一組の蛍光体
１４に対向するようにしたが、これに限らず、例えば、
カライドスコープ１８の入射面１９を、Ｒ，Ｇ，Ｂそれ
ぞれの蛍光体１４に対向させる構成としても良い。

【００４１】また、上記実施の形態では、カライドスコ
ープ１８の入射面１９及び出射面２０の形状は、四角形
としているが、最も有効な視野角配光特性を得るため
に、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、六角
形、菱形の配列、または、何れの組み合わせ配列にても
同様に実施できる。この実施の形態によると、視野角特
性をより細かくコントロールすることができる。

【００４２】図９（ａ）は、六角形の入射面と出射面を
有するカライドスコープ１８ａを２次元配列した例、図
９（ｂ）は、菱型の入射面と出射面を有するカライドス
コープ１８ｂを２次元配列した例、図９（ｃ）は、六角
形のカライドスコープ１８ａと菱形のカライドスコープ
１８ｂとを２次元配列した例である。

【００４３】また、大きさ、形状の異なるカライドスコ
ープ１８をカライドスクリーン１６内に適切に分布させ
たり、大きさ、形状の異なるカライドスコープ１８の配
列を適切に組み合わせることで、視野角特性をより細か
くコントロールすることができ、また、光量の均一性を
制御できる。

【００４４】なお、上記実施の形態では、遮光層２２を
形成するものとしているが、カライドスクリーン１６の
材質を黒または非透光性の材質とすると、遮光層を形成
する必要はない。

【００４５】次に、カライドスクリーンの製造方法の一
例を述べる。合成樹脂のシートに、例えば、プレスある
いはエッチング加工を施し、上記したカライドスコープ
１８の形状の孔を複数個形成する。そして、そのそれぞ
れの内面にアルミニウム等を蒸着させることで、ミラー
を形成するものとする。

【００４６】なお、この発明は上記した実施の形態に限
定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
外光反射を抑圧させて表示映像の高コントラスト化を図
り、しかも、蛍光体の発光効率を高めて表示映像の高輝
度化を実現し得る極めて良好なブラウン管を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示すもので、シャドー
マスク型のカラーブラウン管の概略を説明するために示
す上面図。

【図２】同実施の形態におけるガラス部の概略的な構成
を説明するために示す図。

【図３】同実施の形態におけるカライドスクリーンの概
略的な構成を説明するために示す斜視図。

【図４】同実施の形態におけるカライドスコープの概略
的な構成を説明するために示す斜視図。

【図５】同実施の形態におけるカライドスクリーンの詳
細な構成を説明するために示す図。

【図６】同実施の形態におけるカライドスコープ内での
光の進路の一例を説明するために示す図。

【図７】同実施の形態におけるカライドスコープ内での
光の進路の他の例を説明するために示す図。

【図８】同実施の形態における変形例を説明するために
示す分解斜視図。

【図９】同実施の形態における他の変形例を説明するた
めに示す図。

【符号の説明】

１１…カラーブラウン管、 １２…シャドーマスク、 １３…ガラス部、 １４…蛍光体、 １５…ガラス層、 １６…カライドスクリーン、 １７…ガラス層、 １８…カライドスコープ、 １９…入射面、 ２０…出射面、 ２１…ミラー、 ２２…遮光層、 ２３…拡散剤、 ２４…補正レンズ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光体から発光された光を、入射面の面
   積が出射面の面積より大きく、前記入射面の外周付近と
   前記出射面の外周付近より形成される任意空間を反射鏡
   で囲むカライドスコープを平面状に複数個並べた構造の
   カライドスクリーンを介して、出射することを特徴とす
   るブラウン管。
2. 【請求項２】 前記カライドスコープの入射面の形状と
   出射面の形状とが略相似形に形成されることを特徴とす
   る請求項１記載のブラウン管。
3. 【請求項３】 前記カライドスコープの入射面の形状と
   出射面の形状とが非相似形に形成されることを特徴とす
   る請求項１記載のブラウン管。
4. 【請求項４】 前記カライドスコープの出射面側の開口
   部を除く、前記カライドスクリーンの出射面側の領域に
   遮光層を形成したことを特徴とする請求項１記載のブラ
   ウン管。
5. 【請求項５】 前記カライドスコープの出射面側の開口
   部に、光の拡散剤を設けたことを特徴とする請求項１記
   載のブラウン管。
6. 【請求項６】 前記カライドスコープの入射面側に、前
   記蛍光体から発光された拡散光を平行光に変換して前記
   カライドスコープに入射させる補正レンズを設けたこと
   を特徴とする請求項１記載のブラウン管。
7. 【請求項７】 前記カライドスコープの入射面は、Ｒ，
   Ｇ，Ｂ一組の前記蛍光体に対向していることを特徴とす
   る請求項１記載のブラウン管。
8. 【請求項８】 前記カライドスコープの入射面は、Ｒ，
   Ｇ，Ｂの前記蛍光体にそれぞれ対向していることを特徴
   とする請求項１記載のブラウン管。
9. 【請求項９】 蛍光体が塗布された第１のガラス層と、 この第１のガラス層に対向して設けられ、前記蛍光体か
   ら発光された光を入射する入射面の面積が出射面の面積
   より大きく、前記入射面の外周付近と前記出射面の外周
   付近より形成される任意空間を反射鏡で囲むカライドス
   コープを平面状に複数個並べた構造のカライドスクリー
   ンと、 このカライドスクリーンの出射面側に設置された第２の
   ガラス層とを具備してなることを特徴とするブラウン
   管。